具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

本申请所提供的筒形件成型装置和成型方法中，可通过电磁脉冲的方式使待加工板材100高速率变形形成为筒形结构的筒形件。

实施例一：

请参考图1所示，本实施例提供了一种筒形件成型装置，该筒形件成型装置包括：柱型集磁器10，放电线圈20，脉冲放电电路30，垫块40，以及冲头50。

柱型集磁器10通常采用高强度、高导电率等性能的合金材质制作而成，例如，铬锆铜、铍青铜等材料。柱型集磁器10可在脉冲放电的状态下在其表面产生脉冲电流，该脉冲电流可汇集至柱型集磁器10的底面而形成脉冲磁场。该柱型集磁器10沿竖直方向设置，也就是说，该柱型集磁器10的轴向方向为竖直方向。

参考图2所示，在柱型集磁器10上自其底面向顶面方向内凹形成有成型孔11，沿竖直方向，在成型孔11的孔口与柱型集磁器10的底面之间设置有环形斜面12。在柱型集磁器上还开设有空隙13，该空隙13沿竖直方向延伸，并且，该空隙12自成型孔11的径向方向贯通柱型集磁器10。

本实施例中，空隙13的宽度通常为0.5mm-1.0mm。

放电线圈20套设于柱型集磁器10上，该放电线圈优选采用螺旋管型形状接线圈结构。

脉冲放电电路30的输出端与放电线圈20的输入端电性连接，例如，通过脉冲放电电路30用于为放电线圈20提供脉冲电流。

垫块40位于柱型集磁器10的下方，该垫块40沿其厚度方向设置有贯穿式的滑动孔41。优选的实施例中，垫块40朝向柱型集磁器10的一面为平面。

将待加工板材100放置在垫块40与柱型集磁器10的底面之间，冲头50的顶面用于承托待加工板材100。该冲头50可滑动的设置在垫块40的滑动孔41中，并可定位于任意位置，并使待加工板材100与柱型集磁器10的底面之间保持预设间距h(如图3所示)，该预设间距h通常为0.5mm-1.0mm。本实施例中，冲头50优选为柱状结构。

在实际应用中，根据电磁感应定律和集肤效应，靠近放电线圈的柱型集磁器的外周面上产生第一脉冲电流，第一脉冲电流沿空隙13汇流至柱型集磁器10的底面。第一脉冲电流形成第一脉冲磁场。根据电磁感应定律，使得待加工板材100的表面产生第二脉冲电流，第二脉冲电流形成第二脉冲磁场，第二脉冲磁场和第一脉冲磁场相互排斥，使得待加工板材100朝向冲头50的方向高速率运动，速度可达300m/s，并在冲头50的作用下使得待加工板材100除去与冲头50的顶面接触的其余部分朝向冲头50的柱身翻折，从而形成筒形件。

如图3所示，在筒形件成型过程中，由于环形斜面12的设置使得第一脉冲电流汇集至柱形集磁器10的底面，如此，待加工板材100在环形斜面12附近受到垂直于环形斜面12方向的力F，该力不仅包括沿冲头50轴向方向的第一分力F₁，也包括沿待加工板材100径向方向的第二分力F₂，第一分力F₁使得待加工板材100朝向冲头50高速率运动，第二分力F₂使得待加工板材100能够完整的贴合在冲头上，避免待加工板材100在朝向冲头50运动时而开裂，从而提升筒形件成型的外观品质和产品成品率。

一些实施例中，在待加工板材100与柱型集磁器10的底面之间间隔的空间内还设置有绝缘体，优选的实施例中，该绝缘体至少能够完全覆盖柱型集磁器10的底面，以避免因第一脉冲磁场和第二脉冲磁场而在待加工板材100与柱型集磁器10的底面之间产生打火现象，一方面，可提高安全系数，另一方面，提高电磁感应效率。

一些实施例中，冲头50的顶面的周向侧沿设置倒圆角，可进一步避免待加工板材100在加工过程中开裂。

本实施例中，继续参见图3所示，环形斜面12的高端121为成型孔11的孔口，环形斜面12的底端122延伸至柱型集磁器10的底面。图3中示出的α角为环形斜面12所在的面与水平面之前的夹角，通过调整该α角度的大小，可以调整待加工板材100在柱型集磁器10的环形斜面12附近所受到的径向方向的第二分力F₂的大小，从而可以适应不同材质的板材加工。

需要说明的是，可通过制作α角度不同的柱型集磁器以满足不同材质的板材加工的需求。

在一实施例中，柱型集磁器10的底面还设有环形平面14，前述环形斜面12的低端122为该环形平面14的内圆圆周。

当然，在另一实施例中，还可在环形平面14的外圆圆周与柱型集磁器10的外周面之间设置另一环形斜面15，在该另一环形斜面15与前述的环形斜面12的作用下，可将第一脉冲电流汇流至环形平面14。

具体而言，本申请所提供的筒形件成型装置的使用过程如下：

参见图3所示，将待加工板材10放置在柱型集磁器10之间的冲头50的顶面上，通过沿滑动孔41的轴向方向向上移动冲头50，保持冲头50与成型孔11同轴，并保持冲头50的顶面与柱型集磁器10的底面之间的保持预设间距。

参见图4所示，开启脉冲发生电路30并向放电线圈20提供脉冲电流，根据电磁感应定律和集肤效应，靠近放电线圈20的柱型集磁器10的外周面上产生第一脉冲电流，第一脉冲电流沿空隙13、环形斜面12、另一环形斜面15汇流至柱形集磁器10的环形平面14上，第一脉冲电流形成第一脉冲磁场。根据电磁感应定律，使得待加工板材100的表面产生第二脉冲电流，第二脉冲电流形成第二脉冲磁场，第二脉冲磁场和第一脉冲磁场相互排斥，使得待加工板材100朝向冲头50的方向高速率运动，并在冲头50的作用下使得待加工板材100除去与冲头50的顶面接触的其余部分朝向冲头50的柱身翻折，部分待加工板材100翻折到垫块40上，从而完成第一次筒形件成型。

参见图5所示，沿滑动孔41的轴向方向向上移动冲头50，并使得第一次成型的筒形件伸入至成型孔11中，使得部分翻折到垫块40上的待加工板材与柱型集磁器10的底面之间保持预设间距。

参见图6所示，开启脉冲发生电路30并向放电线圈20提供脉冲电流，根据电磁感应定律和集肤效应，靠近放电线圈20的柱型集磁器10的外周面上产生第一脉冲电流，第一脉冲电流沿空隙13、环形斜面12、另一环形斜面15汇流至柱形集磁器10的环形平面14上，第一脉冲电流形成第一脉冲磁场。根据电磁感应定律，使得待加工板材100的表面产生第二脉冲电流，第二脉冲电流形成第二脉冲磁场，第二脉冲磁场和第一脉冲磁场相互排斥，使得待加工板材100朝向冲头50的方向高度率运动，并在冲头50的作用下使得第一次成型后除去贴合在冲头50上的其余待加工板材朝向冲头50的柱身翻折，从而完成第一次筒形件成型。

上述使用过程中，待加工板材100经过两次翻折形成筒形件，具体筒形件成型次数根据筒形件拉伸深度及板材性能。当然，在其他实施例中，所采用的板材材质不同，也可通过一次或两次以上的成型步骤进行成型。

一种实施例中，成型孔11可以是盲孔，也可以是沿竖直方向贯穿柱型集磁器10的通孔，该成型孔11的形状、大小与所成型的筒形件的形状、大小近似，优选的实施方式中，成型孔11为筒形形状。本实施例中，成型孔11为沿竖直方向贯穿柱型集磁器10的贯穿性通孔，具体而言，该成型孔11自柱型集磁器10的底面贯穿至柱型集磁器10的顶面。

参见图2所示，柱型集磁器10具有柱型主体部111和环形延伸部112，环形延伸部112自柱型主体部111的底端侧沿沿柱型主体部111的径向方向延伸形成，放电线圈20套设在柱型主体部111上。环形延伸部112背向于柱型主体部111的一面为柱型集磁器10的底面，空隙13沿柱型主体部111的轴向方向延伸，并且，空隙13自成型孔11的径向方向贯通柱型主体部111和环形延伸部112。

本实施例中，成型孔11的直径D₁与冲头50的直径D₂、待加工板材100的厚度t之间的关系为：D₁≥D₂+2t。这样，仅需要通过更换具有不同直径成型孔的柱型集磁器10，即可实现不同直径筒形件的成型。

如图1所示，脉冲放电电路30包括：电容31，电源32，充电开关33，以及放电开关34。电源32采用220V的市电，充电开关33的一端连接电容31的第一极，充电开关33的另一端电源32的一端，电源32的另一端连接电容31的第二极和放电线圈20的一端，放电开关34的一端连接电容31的第一极，放电开关34的另一端连接放电线圈20的另一端。从而，在闭合充电开关33、且断开放电开关34时，通过电源32向电容31进行充电，在电容31充电至饱和状态时，断开充电开关33、闭合放电开关34，使得电容31向放电线圈20提供脉冲电流。

实施例二：

请参考图3和图4所示，本实施例提供了一种基于上述实施例中的筒形件成型装置的筒形件成型方法，包括如下步骤：

沿滑动孔41的轴向方向移动冲头50，并将冲头50定位于预设位置处，在该预设位置处，冲头50的顶面与所成型的筒形件的深度保持一致，当然，此时，成型的筒形件的材质可满足一次成型的要求。

将柱型集磁器30沿竖直方向放置在垫块40的上方，并使得成型孔11与冲头50保持同轴。

将待加工板材100放置在冲头50的顶面与柱型集磁器10的底面之间，同时保持待加工板材100与柱型集磁器10的底面之间间隔的距离为预设间距，该预设间距优选为0.5mm-1.0mm。

将放电线圈20套设在柱型集磁器10上，闭合充电开关33、且断开放电开关34，通过电源32向电容31进行充电，在电容31充电至饱和状态时，断开充电开关33、闭合放电开关34，使得电容31向放电线圈20提供脉冲电流，如此，通过脉冲放电电路30对放电线圈10脉冲放电，根据电磁感应定律和集肤效应，靠近放电线圈20的柱型集磁器10的外周面上产生第一脉冲电流，第一脉冲电流沿空隙13、环形斜面12、另一环形斜面15汇流至柱形集磁器10的环形平面14上，第一脉冲电流形成第一脉冲磁场。根据电磁感应定律，使得待加工板材100的表面产生第二脉冲电流，第二脉冲电流形成第二脉冲磁场，第二脉冲磁场和第一脉冲磁场相互排斥，如此，使得柱型集磁器10的底面与待加工板材100的表面形成相互排斥的脉冲磁场，以使待加工板材高速朝向冲头50移动、产生变形，从而完成筒形件的成型。

在一些实施例中，根据筒形件成型的深度、待加工板材100的材质等因素的影响，也可多次重复上述步骤，直至成型为满足要求的筒形件。

在筒形件成型过程中，由于环形斜面12的设置使得第一脉冲电流汇集至柱形集磁器10的底面，如此，待加工板材100在环形斜面12附近受到垂直于环形斜面12方向的力F，该力不仅包括沿冲头50轴向方向的第一分力F₁，也包括沿待加工板材100径向方向的第二分力F₂，第一分力F₁使得待加工板材100朝向冲头50高速率运动，第二分力F₂使得待加工板材100能够完整的贴合在冲头上，避免待加工板材100在朝向冲头50运动时而开裂，从而提升筒形件的外观品质和产品成品率。

综上所述，本申请所提供的筒形件成型装置和成型方法，可在降低筒形件成型装置的制作成本的同时，通过电磁脉冲成型的方式提升筒形件的成型效率，高速率变形条件下可提升待加工板材的延伸率，减少板材开裂。同时，由于环形斜面的设置，可进一步避免待加工板材在朝向冲头运动时开裂的风险，从而提升筒形件成型的外观品质和产品成品率。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。