[发明专利]一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置及方法

权利要求书

1.一种低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：包括电磁成形放电控制系统、冷却成形系统以及冷却控制系统，所述冷却成形系统包括压边圈和模具，待成形板材设置在所述压边圈和所述模具之间，所述压边圈内设置有放电线圈，所述电磁成形放电控制系统与所述放电线圈电连接，所述电磁成形放电控制系统用于对所述放电线圈放电，所述压边圈设置有第一冷却室和/或所述模具设置有第二冷却室，所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔与所述冷却控制系统连通，所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔用于冷却待成形板材，所述冷却控制系统用于控制待成形板材的冷却温度。

2.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述电磁成形放电控制系统包括变压器、整流器、充电电阻、电容器和放电电阻，所述变压器、所述整流器、所述充电电阻和所述放电电阻依次电连接，所述变压器与所述放电线圈的一端连接，所述放电电阻与所述放电线圈的另一端连接，所述电容器的一端与所述充电电阻和所述放电电阻之间的导线连接，所述电容器的另一端与所述变压器和所述放电电阻之间的导线连接。

3.根据权利要求2所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述变压器和所述电容器之间设置有充电开关，所述放电电阻和所述放电线圈之间设置有放电开关。

4.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述放电线圈与待成形板材接触，所述放电线圈为平板线圈，所述放电线圈包括线圈骨架和线圈导线，所述线圈导线缠绕在所述线圈骨架上。

5.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述冷却控制系统包括冷却介质存储结构、控制器和若干温度传感器，所述冷却介质存储结构与所述第一冷却室和/或所述第二冷却室连通，所述冷却介质存储结构与所述第一冷却室和/或所述第二冷却室连通的管路上设置有阀门，所述控制器分别与所述温度传感器和所述阀门电连接，所述温度传感器设置在待成形板材上，所述温度传感器用于测量待成形板材的温度，所述温度传感器将测量的温度传输给所述控制器，进而所述控制器调整所述阀门的开度。

6.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述压边圈的下表面开设有若干第一沟槽，所述第一沟槽与所述第一冷却室连通，所述第一沟槽的出口设置有吸气泵，所述吸气泵用于控制所述第一沟槽内的冷却介质雾气流速。

7.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述模具的上表面开设有若干第二沟槽，所述第二沟槽与所述第二冷却室及所述模具的型腔连通，所述第二沟槽的出口设置有吸气泵，所述吸气泵用于控制所述第二沟槽内的冷却介质雾气流速。

8.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述第一冷却室和/或所述第二冷却室和/或所述模具的型腔内设置有冷却喷头，所述冷却喷头与所述冷却控制系统通过管路连通。

9.根据权利要求1所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，其特征在于：所述冷却成形系统还包括保温层，所述保温层设置在所述压边圈和所述模具的外侧。

10.一种采用如权利要求1-9任一项所述的低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置的成形方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一，安装低温冷却控制下的金属板材电磁成形装置，预设待成形板材成形时的温度；

步骤二，采集并监测待成形板材不同位置的温度；开启冷却控制系统，当待成形板材的温度高于预设温度时，控制器控制阀门打开，冷却介质加压流出，以设定流速分别流入冷却成形系统，配合打开吸气泵使冷却介质雾气以合适流速在第一沟槽和第二沟槽中直接对待成形板材的非变形区进行冷却，实现待成形板材的冷却；

步骤三，待成形板材各处位置持续降温，当待成形板材各处温度快接近设定温度时，逐渐减小冷却介质流速，维持待成形板材在预设温度并保持一定时间；

步骤四，打开电磁成形放电控制系统，预设放电电压，对电容器进行充电，充电结束后，电容器对放电线圈进行放电，一定温度条件下的待成形板材在短时间内受力产生塑性变形，完成电磁成形过程；

步骤五，关闭电磁成形放电控制系统、冷却控制系统，卸下压边圈，取出成形后的板材。