[發(fā)明專利]微型件塑性成形裝置及采用該裝置成形微型件的方法

有效

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• 申請日: 2011-08-11
• 公開（公告）號: CN102284537A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周計明;齊樂華;陳飛飛;楊方;付佳偉;宋萌
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學
• 主分類號: B21C23/21
• 分類號: B21C23/21;B21C31/00;B21C23/02;B21C29/00;B21C25/02
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種成形裝置，特別是涉及一種微型件塑性成形裝置。還涉及采用這種成形裝置成形微型件的方法。

背景技術(shù)

20世紀80年代以來，電子行業(yè)及微機電系統(tǒng)的快速發(fā)展導致微型零件的需求量越來越大，低成本、高質(zhì)量微型零件制備技術(shù)成為電子行業(yè)及微機電系統(tǒng)發(fā)展的重要基礎(chǔ)，塑性微成形技術(shù)是微型零件制備的最佳選擇之一，具有材料利用率高、生產(chǎn)效率高、產(chǎn)品力學性能優(yōu)秀及精度高等優(yōu)點。

參照圖7，文獻“CN101637785B的中國發(fā)明專利”公開了一種采用壓電陶瓷為驅(qū)動器的超塑性微成形裝置，該裝置包括微成形模具、加熱爐2、加載機構(gòu)與進給機構(gòu)、力與位移傳感器，微成形模具由凸模25、凹模29、導柱3組成，凹模29采用螺紋連接固定于底板1上，凸模25的上端面與力傳感器8的一個端面接觸安裝，導柱3用來完成凸模25與凹模29的對中，力傳感器8的另一個端面與杠桿11的球面接觸安裝，位移傳感器18的觸頭與凸模25上的支架19下表面相接觸，支架19固連于凸模25圓柱面中心處，位移傳感器18的底端固連在底板1上，壓電陶瓷驅(qū)動器7下方為裝置的進給機構(gòu)，由楔塊24、圓柱壓桿10、橫向壓縮彈簧23、調(diào)節(jié)旋鈕17、底板1組成，圓柱壓桿10的垂直端面與壓電陶瓷驅(qū)動器7的下端面接觸，圓柱壓桿10的斜面與楔塊24的斜面接觸，圓柱壓桿10、楔塊24可沿底板1體內(nèi)的導軌自由滑動，橫向壓縮彈簧23在導軌內(nèi)與楔塊24的垂直端面接觸，調(diào)節(jié)旋鈕17與底板1螺紋連接，擰緊調(diào)節(jié)旋鈕17消除各部位的間隙，壓電陶瓷驅(qū)動器7通電伸長，圓柱壓桿10和楔塊24自鎖，壓電陶瓷驅(qū)動器7推動杠桿11，杠桿11推動力傳感器8，力傳感器8帶動凸模25向下運動，擠壓坯料，使坯料發(fā)生塑性變形，填充凹模29型腔，當壓電陶瓷驅(qū)動器7達到設(shè)定的輸出位移極限后，停止通電，伸長消失，產(chǎn)生間隙，此時橫向壓縮彈簧23自動頂緊上圓柱壓桿10和楔塊24，再次使圓柱壓桿10與壓電陶瓷驅(qū)動器7緊密接觸，消除停止通電時壓電陶瓷驅(qū)動器7收縮產(chǎn)生的間隙，然后進入下一個工作循環(huán)，通過壓簧-楔塊機構(gòu)的自動進給配合壓電陶瓷驅(qū)動器7的交替伸縮，完成微型件的微擠壓成形，整個裝置置于真空罩32內(nèi)，使微擠壓在真空或特定氣體氛圍內(nèi)進行。

現(xiàn)有技術(shù)存在以下不足：壓電陶瓷驅(qū)動器收縮時，沿壓電陶瓷驅(qū)動器軸向仍存在較大壓力，致使圓柱壓桿與楔塊之間存在較大摩擦，楔塊的進給運動受到一定限制，甚至有可能出現(xiàn)自鎖，無法及時消除壓電陶瓷驅(qū)動器收縮時產(chǎn)生的間隙，影響微擠壓過程的順利進行；此外，該裝置結(jié)構(gòu)中的杠桿雖然放大了壓電陶瓷驅(qū)動器行程，但同時擠壓力損失較大，限制了可成形材料范圍。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有的成形裝置進給機構(gòu)無法及時消除壓電陶瓷驅(qū)動器收縮時產(chǎn)生的間隙的不足，本發(fā)明提供一種微型件塑性成形裝置，在不損失擠壓力的同時，通過彈簧-杠桿-楔塊機構(gòu)將沿壓電陶瓷驅(qū)動器的軸向力轉(zhuǎn)移至頂蓋上方的縱向壓縮彈簧上，避免因楔塊受力導致進給運動受限的情況，實現(xiàn)擠壓過程的輕松自動進給，配合使用工控機控制壓電陶瓷驅(qū)動器及溫控組件，即可一次、連續(xù)完成零件的整個微塑性成形過程，可以提高微型件成形效率；壓電陶瓷驅(qū)動器直接作用在凸模上，不存在擠壓力損失的情況，可以擴大可成形材料的范圍。

本發(fā)明還提供利用該微型件塑性成形裝置成形微型件的方法。