專利名稱：金屬板件成形裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種成形裝置，尤指一種金屬板件成形裝置。
背景技術(shù)：
參考圖1，其顯示現(xiàn)有技術(shù)成形一金屬板件的示意圖。在該現(xiàn)有技術(shù)中，其以一均勻的電磁力Fl驅(qū)使一金屬板件1沖擊貼合一模具2的成形面，其中該成形面具有多個(gè)凸部 21及多個(gè)凹部22。成形過(guò)程中，該金屬板件1會(huì)先接觸所述凸部21，而所述凸部21會(huì)產(chǎn)生一相同大小的反作用力F2，然后部分金屬板件1再變形引伸至所述凹部22。然而，因?yàn)樵摻饘侔寮?的所有區(qū)域皆受到均勻的電磁力F1，部分金屬板件1在引伸至所述凹部22時(shí)， 會(huì)受到所述凸部21位置的電磁力Fl及反作用力F2的作用，而產(chǎn)生嚴(yán)重的側(cè)向拘束力F3， 因此無(wú)法成形出具有較高深寬比的圖樣結(jié)構(gòu)。另外，美國(guó)專利公告第7076981號(hào)揭示利用電磁成形制程成形一雙極板的方法。 該專利中的胚料為金屬板材，因此金屬板材與導(dǎo)引框架需藉由外力強(qiáng)壓接觸，以形成感應(yīng)渦電流回路，在脈沖電流感應(yīng)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生跳火放電的問題，這對(duì)量產(chǎn)而言是一大致命傷。此外，由于胚料的兩端被限制住，因此成形時(shí)拉料會(huì)受到拘束，造成胚料斷裂引起電弧的發(fā)生。再有，美國(guó)專利公告第7178374號(hào)揭示利用沖壓制程制作雙極板的方法。該專利中藉由模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在成形過(guò)程中控制板材的應(yīng)力分布，以提升整體成形效果。然而，該專利方法的缺點(diǎn)為成形的雙極板局部減薄率高，及胚料未完全貼模故流道尺寸精度不佳。因此，實(shí)有必要提供一種創(chuàng)新且具進(jìn)步性的金屬板件成形裝置，以解決上述問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種金屬板件成形裝置，能夠成形出較高深寬比的圖樣結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是本發(fā)明的一種金屬板件成形裝置，其包括模具及電磁產(chǎn)生裝置。該模具具有成形面，該成形面具有圖樣結(jié)構(gòu)，該圖樣結(jié)構(gòu)包括至少一高部及至少一低部。該電磁產(chǎn)生裝置具有一板狀電磁線圈，用以產(chǎn)生一磁場(chǎng)，該板狀電磁線圈與該模具間隔一間隙，該間隙用以置放金屬板材，該板狀電磁線圈具有成形區(qū)域，該成形區(qū)域內(nèi)具有對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)的特征結(jié)構(gòu)，使得相對(duì)至少一高部位置的金屬板材與該板狀電磁線圈之間產(chǎn)生一較小的互斥電磁力，且相對(duì)至少一低部位置的金屬板材與該板狀電磁線圈之間產(chǎn)生一較大的互斥電磁力。藉此，本發(fā)明的金屬板件成形裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1.根據(jù)該成形面的圖樣結(jié)構(gòu)的幾何形狀設(shè)計(jì)該板狀電磁線圈，可于設(shè)定位置產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的電磁力，減少成形過(guò)程中胚料(該金屬板件)受到的側(cè)向拘束力，以制造出深寬比更高的設(shè)定圖樣。2.藉由該電磁產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一接近靜液壓的高速成形力，可提升胚料的成形性且降低胚料的減薄率，同時(shí)可減少殘留應(yīng)力造成的翹曲問題。3.該板狀電磁線圈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且具有較低的電阻及電感值，故在相同的脈沖能量下，可產(chǎn)生更高的一次電流值。4.該板狀電磁線圈不需與胚料緊密壓接，可以完全避免跳火放電的問題。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)成形一金屬板件的示意圖；圖2為本發(fā)明第一實(shí)施例的金屬板件形成或成形裝置的示意圖；圖3為本發(fā)明第一實(shí)施例的板狀電磁線圈的示意圖；圖4為本發(fā)明板狀電磁線圈的另一狀態(tài)的示意圖；圖5A及圖5B為本發(fā)明形成于金屬板材的設(shè)定圖樣的示意圖；圖6為本發(fā)明成形金屬板件的動(dòng)作示意圖；圖7為本發(fā)明第二實(shí)施例的金屬板件成形裝置的示意圖。組件標(biāo)號(hào)說(shuō)明1:現(xiàn)有的金屬板件2:模具3:金屬板件成形裝置5:金屬板件6:金屬板件成形裝置21:凸部22:凹部30:模具31:成形面40:電磁產(chǎn)生裝置 41:固定座42:板狀電磁線圈51:設(shè)定圖形62:板狀電磁線圈 311:圖樣結(jié)構(gòu)312:高部313:低部411 固定座的凹部421 成形區(qū)域 422 特征結(jié)構(gòu)423 第一部分424 第二部分 621 成形區(qū)域622 第一部分623 第二部分
具體實(shí)施例方式為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解，現(xiàn)對(duì)照

本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。圖2顯示本發(fā)明金屬板件成形裝置的第一實(shí)施例的示意圖；圖3顯示本發(fā)明板狀電磁線圈的第一實(shí)施例的示意圖。配合參考圖2及圖3，該金屬板件成形裝置3包括一模具 30及一電磁產(chǎn)生裝置40。該模具30具有一成形面31，該成形面31具有一圖樣結(jié)構(gòu)311， 該圖樣結(jié)構(gòu)311包括至少一高部312及至少一低部313。在本實(shí)施例中，該圖樣結(jié)構(gòu)311包括多個(gè)高部(突起結(jié)構(gòu))312及多個(gè)低部(凹槽結(jié)構(gòu))313，以形成凹凸結(jié)構(gòu)。該電磁產(chǎn)生裝置40具有一固定座41及一板狀電磁線圈42，用以產(chǎn)生一磁場(chǎng)。在本實(shí)施例中，該板狀電磁線圈42的材質(zhì)可為金、銀、銅、鋁及由前述材質(zhì)組成的合金，或者為包含金、銀、銅或鋁的復(fù)合材料，或者為超導(dǎo)材料(superconductor)。該固定座41用以固定該板狀電磁線圈42，且用以承受該板狀電磁線圈42的反作用力。該固定座41為絕緣材料，較佳地，該固定座41的材質(zhì)為工程塑料或玻纖樹脂，但不限定為上述材料。其中，該固定座41具有一凹部411，該凹部411的形狀配合該板狀電磁線圈42的形狀，用以容設(shè)該板狀電磁線圈42。
該板狀電磁線圈42與該模具30間隔一間隙，該間隙用以置放一金屬板材5。其中，該板狀電磁線圈42具有一成形區(qū)域421，在本實(shí)施例中，該板狀電磁線圈42為E形板狀線圈，且該成形區(qū)域421為位于E形板狀線圈的中央板體。該成形區(qū)域421內(nèi)具有對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)311的一特征結(jié)構(gòu)422，使得相對(duì)至少一高部312位置的金屬板材5與該板狀電磁線圈42之間產(chǎn)生一較小的互斥電磁力，且相對(duì)至少一低部313位置的金屬板材5與該板狀電磁線圈42之間產(chǎn)生一較大的互斥電磁力。在本實(shí)施例中，該特征結(jié)構(gòu)422包括第一部分423及第二部分424，該第一部分 423為貫穿該板狀電磁線圈42的多個(gè)細(xì)長(zhǎng)形貫孔，該第二部分似4為多個(gè)平板結(jié)構(gòu)，且所述貫孔位于所述平板結(jié)構(gòu)之間，其中，在圖2中僅以二個(gè)貫孔(第一部分423)及三個(gè)平板結(jié)構(gòu)(第二部分424)示意，且在本實(shí)施例中該板狀電磁線圈42的中央板體的電流方向?yàn)樯涑黾埫娴姆较?，而該板狀電磁線圈42的二側(cè)板的電流方向?yàn)檫M(jìn)入紙面的方向。每一貫孔對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)311的每一高部312，每一平板結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)311的每一低部313。要注意的是，在其它應(yīng)用中，該板狀電磁線圈42的成形區(qū)域41的第一部分423可為未貫穿該板狀電磁線圈42的至少一細(xì)長(zhǎng)形槽口，該成形區(qū)域41的第二部分424為平板結(jié)構(gòu)，如圖4所示。當(dāng)一脈沖電流流經(jīng)該板狀電磁線圈42時(shí)，該板狀電磁線圈42與該金屬板材5之間會(huì)產(chǎn)生一互斥電磁力，該互斥電磁力驅(qū)使該金屬板材5貼合該圖樣結(jié)構(gòu)311，以于該金屬板材5成形出相應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)311的一設(shè)定圖樣51。其中，依據(jù)該圖樣結(jié)構(gòu)311所具有的不同圖樣，可成形出不同的設(shè)定圖樣(如圖5A及5B所示的直線流道及蜿蜒流道)。配合參考圖2及圖6，其中，位于各所述貫孔(第一部分42 相對(duì)位置，該板狀電磁線圈42與該金屬板材5之間會(huì)產(chǎn)生較小的互斥電磁力，而位于各所述平板結(jié)構(gòu)(第二部分424)相對(duì)位置，該板狀電磁線圈42與該金屬板材5之間會(huì)產(chǎn)生較大的互斥電磁力。亦艮口，該互斥電磁力驅(qū)使該金屬板材5貼合該圖樣結(jié)構(gòu)311時(shí)，該金屬板材5位于各所述高部 312相對(duì)位置具有較小的成形力，而該金屬板材5位于各所述低部313相對(duì)位置具有較大的成形力量。在相對(duì)各所述高部312位置(即相對(duì)各所述第一部分423位置)的金屬板材5具有較小的成形力情況下，當(dāng)該金屬板材5受力變形而貼合該圖樣結(jié)構(gòu)311時(shí)，相對(duì)各所述低部313位置的金屬板材5會(huì)受到較小的側(cè)向拘束力，故該金屬板材5不易斷裂、局部減薄率低，且可完全貼合該圖樣結(jié)構(gòu)311，故尺寸精度較佳。并且，該金屬板材5成形后的該設(shè)定圖樣51(如圖5A及5B)具有較高的深寬比。圖7顯示本發(fā)明金屬板件成形裝置的第二實(shí)施例的示意圖。本實(shí)施例的金屬板件成形裝置6與第一實(shí)施例的金屬板件成形裝置3(圖2、大致相同，其不同處在于板狀電磁線圈62的結(jié)構(gòu)。在本實(shí)施例中，該板狀電磁線圈62的成形區(qū)域621的第一部分622為至少一凹下結(jié)構(gòu)，該第二部分623為至少一凸起結(jié)構(gòu)。其它與第一實(shí)施例的金屬板件成形裝置3相同部分以相同組件符號(hào)表示，且在此不再加以贅述。在本實(shí)施例中，互斥電磁力驅(qū)使該金屬板材5貼合該圖樣結(jié)構(gòu)311時(shí)，該金屬板材 5位于各所述高部312相對(duì)位置(即相對(duì)各所述凹下結(jié)構(gòu)位置)具有較小的成形力，而該金屬板材5位于各所述低部313相對(duì)位置(即相對(duì)各所述凸起結(jié)構(gòu)位置)具有較大的成形力量。
在相對(duì)各所述高部312位置的金屬板材5具有較小的成形力情況下，當(dāng)該金屬板材5受力變形而貼合該圖樣結(jié)構(gòu)311時(shí)，相對(duì)各所述低部313位置的金屬板材5會(huì)受到較小的側(cè)向拘束力，故該金屬板材5不易斷裂、局部減薄率低，且可完全貼合該圖樣結(jié)構(gòu)311， 故尺寸精度較佳。并且，該金屬板材5成形后的該設(shè)定圖樣51 (如圖5A及5B)具有較高的深寬t匕。本發(fā)明的金屬板件成形裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)1.根據(jù)該成形面的圖樣結(jié)構(gòu)的幾何形狀設(shè)計(jì)該板狀電磁線圈，可于設(shè)定位置產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的電磁力，減少成形過(guò)程中胚料(該金屬板件)受到的側(cè)向拘束力，以制造出深寬比更高的設(shè)定圖樣。2.藉由該電磁產(chǎn)生裝置產(chǎn)生一接近靜液壓的高速成形力，可提升胚料的成形性且降低胚料的減薄率，同時(shí)可減少殘留應(yīng)力造成的翹曲問題。3.該板狀電磁線圈的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且具有較低的電阻及電感值，故在相同的脈沖能量下，可產(chǎn)生更高的一次電流值。4.該板狀電磁線圈不需與胚料緊密壓接，可以完全避免跳火放電的問題。以上所述僅為本發(fā)明示意性的具體實(shí)施方式
，并非用以限定本發(fā)明的范圍。任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的構(gòu)思和原則的前提下所作出的等同變化與修改，均應(yīng)屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
權(quán)利要求
1.一種金屬板件成形裝置，其特征在于，該成型裝置包括模具，具有成形面，該成形面具有圖樣結(jié)構(gòu)，該圖樣結(jié)構(gòu)包括至少一高部及至少一低部；及電磁產(chǎn)生裝置，具有板狀電磁線圈，用以產(chǎn)生一磁場(chǎng)，該板狀電磁線圈與該模具間隔一間隙，該間隙用以置放金屬板材，該板狀電磁線圈具有成形區(qū)域，該成形區(qū)域內(nèi)具有對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)的特征結(jié)構(gòu)，使相對(duì)所述至少一高部位置的金屬板材與該板狀電磁線圈之間產(chǎn)生一較小的互斥電磁力，且相對(duì)所述至少一低部位置的金屬板材與該板狀電磁線圈之間產(chǎn)生一較大的互斥電磁力。
2.如權(quán)利要求1所述的成形裝置，其特征在于，該特征結(jié)構(gòu)包括第一部分及第二部分， 該第一部分對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)的至少一高部，該第二部分對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)的至少一低部。
3.如權(quán)利要求2所述的成形裝置，其特征在于，該第一部分為至少一未貫穿該板狀電磁線圈的槽口。
4.如權(quán)利要求2所述的成形裝置，其特征在于，該第一部分為至少一貫穿該板狀電磁線圈的貫孔。
5.如權(quán)利要求2所述的成形裝置，其特征在于，該第一部分為至少一凹下結(jié)構(gòu)，該第二部分為至少一凸起結(jié)構(gòu)。
6.如權(quán)利要求1所述的成形裝置，其特征在于，該板狀電磁線圈為E形板狀線圈，且該成形區(qū)域?yàn)槲挥贓形板狀線圈的中央板體。
7.如權(quán)利要求1所述的成形裝置，其特征在于，該板狀電磁線圈的材質(zhì)為金、銀、銅、鋁及由前述材質(zhì)組成的合金。
8.如權(quán)利要求1所述的成形裝置，其特征在于，該板狀電磁線圈的材質(zhì)為包含金、銀、 銅或鋁的復(fù)合材料。
9.如權(quán)利要求1所述的成形裝置，其特征在于，該板狀電磁線圈的材質(zhì)為超導(dǎo)材料。
10.如權(quán)利要求1所述的成形裝置，其特征在于，該電磁產(chǎn)生裝置包括有固定座，用以固定該板狀電磁線圈。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種金屬板件成形裝置，其包括一模具及一電磁產(chǎn)生裝置。其中，該模具的成形面具有圖樣結(jié)構(gòu)，該圖樣結(jié)構(gòu)包括至少一高部及至少一低部，該電磁產(chǎn)生裝置的板狀電磁線圈具有成形區(qū)域，該成形區(qū)域內(nèi)具有對(duì)應(yīng)該圖樣結(jié)構(gòu)的特征結(jié)構(gòu)，藉由該板狀電磁線圈與該金屬板材之間產(chǎn)生的互斥電磁力驅(qū)使該金屬板材貼合該圖樣結(jié)構(gòu)，以成形出設(shè)定圖樣。藉此，本發(fā)明的金屬板件成形裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)減少胚料(金屬板材)成形時(shí)的側(cè)向拘束力，成形的圖樣具較高的深寬比；提升胚料的成形性、降低胚料的減薄率及減少翹曲問題；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且可產(chǎn)生更高的一次電流值；可完全避免跳火放電的問題。
文檔編號(hào)B21D26/14GK102451869SQ20101052440
公開日2012年5月16日 申請(qǐng)日期2010年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月28日
發(fā)明者張燦勛, 王俊杰, 蘇子可, 鄭東辰 申請(qǐng)人:財(cái)團(tuán)法人金屬工業(yè)研究發(fā)展中心