[发明专利]用于片材金属加工的系统及其方法

说明书

公开了一种用于片材金属加工的系统(100)。该系统(100)包括冲头(1)，该冲头(1)可连接到压力机(P)，其中所述冲头(1)配置有第一电端子(2)。模具(3)配置有模具表面(DS)，以支撑片材金属(SM)。支撑构件(4)可移动地设置在模具(1)中。支撑构件(4)设有第二电端子(5)。支撑构件(4)和冲头(1)在轴线(A‑A)处接触片材金属(SM)的作业部分(B)以将电流供应到作业部分(B)的局部区域(LR)以进行片材金属加工。

技术领域

本公开一般涉及制造技术领域。具体地但不排他地，本公开涉及一种用于片材金属加工的系统和方法。进一步地，本公开的各实施例公开了一种用于在片材金属加工期间向片材金属的局部部分供应电流的系统和过程。

背景技术

制造业利用各种制造方法来加工各种材料。电辅助制造(EAM)方法就是属于先进制造方法类别的一种这样的方法。在制造期间，一些材料具有不同的生理特性，这些生理特性可能会因金属加工期间的诸如温度、应力、应变等之类的各种参数而发生更改。而且，汽车行业需要具有创新金属加工方法的不同材料，以便满足汽车行业不断改变的要求。传统上讲，诸如热成型和液压成型之类的几种金属加工技术为金属加工提供了范围广泛的优势。然而，这些技术需要巨大的资本投资。而且，这种技术先进的设施具有几个方法相关问题并且耗费时间。

通常，电辅助成型或制造是一种备选金属加工方法，其包括在金属加工期间施加高密度电脉冲。在金属加工期间施加电脉冲减少工作负荷以及金属或工件的回弹。这种由于施加电脉冲而降低工作负荷的现象被称为“电塑性效应”。

传统上讲，众所周知的是在金属加工过程中使用这种电脉冲。这种制造过程涉及在金属工件的整个长度上施加高密度电流脉冲(如图10所示)。根据公开了金属加工的传统方法的图10，金属工件与电端子连接，其中电流通过金属工件的整个长度。尽管这种技术减少了工作负荷，但是由于焦耳加热而大大增加了金属工件的温度。焦耳加热会引起一些问题，诸如更改经过加工的金属的生理特性，这可能会导致不期望的金属加工效果。尤其是在汽车行业中，片材金属加工是一项主要且重要的方法，其需要极高的精度和谨慎性。因此，直接使用电流脉冲进行片材金属加工最终会增加片材金属的整体温度，这可能并非期望的。

而且，如果任何材料或金属工件受到电流脉冲，则工件的电阻会更高，最终导致为金属加工供应更高的电力。这导致金属加工方法更为昂贵。进一步地，随着用于金属加工的电流供应增加，可能需要更大的热绝缘，以便维持或给予安全的工作环境。

本公开旨在解决如上文所讨论的问题中的一个或多个问题。

本公开部分的背景技术所公开的信息仅用于增强对本发明的一般背景的理解，而不应被视为对该信息构成本领域技术人员已知的现有技术的确认或任何形式的暗示。

发明内容

克服了通过传递电流进行片材金属加工的传统系统的一个或多个缺点，并且通过如本公开中所要求保护的方法提供了附加优点。通过本公开的技术细节实现附加特征和优点。本文中对本公开的其他实施例和方面进行详细描述，并且这些实施例和方面被认为是所要求保护的本公开的一部分。

在本公开的一个非限制性实施例中，公开了一种用于片材金属加工的系统。该系统包括冲头，可连接到压力机，其中冲头配置有第一电端子。在系统中提供了配置有模具表面的模具，以支撑片材金属。支撑构件可移动地设置在模具中。支撑构件设有第二电端子。支撑构件和冲头在轴线处接触片材金属的作业部分以将电流供应到作业部分的局部区域以进行片材金属加工。

在一个实施例中，局部区在片材金属的任一侧上由冲头的顶端和支撑构件的顶端的接触部分限定。

在一个实施例中，电流在片材金属的任一侧上从冲头的顶端和支撑构件的顶端传递到作业部分的局部区域。

在一个实施例中，压力机包括用于容纳冲头的冲头保持器。

在一个实施例中，该系统包括绝缘层，该绝缘层位于冲头保持器与冲头之间，以防止电导通。