[發(fā)明專利]高頻振動輔助箔板微拉深成形裝置及方法

有效

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• 申請日: 2012-12-28
• 公開（公告）號: CN103042109A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發(fā)明（設計）人: 王春舉;單德彬;郭斌;徐杰;皇韶峰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業(yè)大學
• 主分類號: B21D33/00
• 分類號: B21D33/00;B21D37/10
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 高媛

技術領域

本發(fā)明涉及箔板微拉深成形裝置及方法，具體涉及高頻振動輔助箔板微拉深成形裝置及方法。

背景技術

微電子技術和微系統(tǒng)技術的迅速發(fā)展，對箔板微小構件的需求日益增大，其中比較具有代表性的就是微型圓筒件，該類零件作為封裝件、容器等有著較廣的應用。然而，受摩擦尺寸效應的影響，拉深成形過程中箔板所受摩擦力隨構件尺寸減小增加顯著，箔板因局部明顯減薄而破裂，拉深成形的圓筒件極限拉深比(箔板直徑與圓筒件直徑之比)較小，限制了其應用范圍。近年來，強度較低的金屬如純鋁、純銅箔板圓筒件需求量增加，而較低的材料強度也很難拉深成形出直徑較小(如直徑1.0mm)的圓筒件。

發(fā)明內容

本發(fā)明為解決較低材料強度的箔板很難拉深成形出直徑較小的圓筒件的問題，進而提出高頻振動輔助箔板微拉深成形裝置及方法。

本發(fā)明為解決上述問題采取的技術方案是：本發(fā)明包括上模座、下模座、磁制伸縮微驅動器、凸模、背壓頂桿、背壓彈簧、導柱、拉深沖頭、蝶形彈簧、上模組件和下模組件，上模座、上模組件、下模組件、下模座由上至下依次設置，上模組件的上端與上模座的下表面連接，下模組件的下端與下模座的上表面連接，磁制伸縮微驅動器、凸模由上至下依次設置在上模組件內，磁制伸縮微驅動器與高頻電源連接，磁制伸縮微驅動器的動力輸出端與凸模的上端連接，背壓彈簧和背壓頂桿由上至下依次設置在凸模的空腔內，拉深沖頭插裝在下模組件的上表面上，且拉深沖頭上端的端部可穿過凸模下端端面的通孔與凸?？涨粌鹊谋硥喉敆U的下端端面接觸，導柱的上端插裝在上模組件內，導柱的下端插裝在下模組件內，蝶形彈簧套裝在凸模上端的外側壁上。

本發(fā)明所述高頻振動輔助箔板微拉深成形方法的具體步驟如下：

步驟一、將上模座和下模座分別固定在沖壓成形機的上工作臺和下工作臺上，將箔板安放在凹模固定板的上表面上；

步驟二、將磁制伸縮微驅動器與高頻電源連接，設定振動頻率為20KHz，開始振動；

步驟三、上模組件在沖壓成形機的帶動下從死點向下運動，當運動到指定位移量時，落料壓邊圈與箔板接觸；

步驟四、上模組件繼續(xù)下移時，凸模與箔板接觸，并與落料凹模一起給箔板一定剪切力，箔板在剪切力的作用下發(fā)生彈性變形、塑性變形、產生裂紋、撕裂，制備出微拉深所需的坯料；

步驟五、上模組件繼續(xù)向下移動，在拉深壓邊圈與凸模作用下，箔板坯料被壓緊，實現微拉深壓邊，箔板坯料被拉深沖頭拉入凸模內，進行圓筒件的拉深；

步驟六、當微拉深成形后，上模組件在沖壓成形機帶動下向上運動，直至回到死點，至此，箔板落料、拉深成形過程結束。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明中高頻振動可以降低摩擦力、抑制裂紋萌生和擴展，從受力分析角度分析，微拉深成形中應用降低法蘭處的摩擦力，而保持沖頭圓角處的摩擦力不變。本發(fā)明中，將高頻振動施加在微拉深成形中的法蘭部分，使得微拉深成形中的法蘭處摩擦力明顯降低，并能夠改善由尺寸效應帶來的影響，而沖頭圓角處不受高頻振動的影響，摩擦基本不變，從而提高箔板材料的極限拉深比；高頻振動的作用，能夠抑制裂紋的萌生與擴展，因而降低了箔板因拉深變形而產生破裂的風險。結果，在高頻振動的輔助下，改善了微拉深成形中法蘭部分的摩擦力，抑制了裂紋的萌生，能夠顯著提高箔板微拉深成形性能。

另外，箔板微拉深所用的箔板坯料非常小，如拉深直徑1.0mm圓筒時，用的坯料直徑為2.0mm。如此小的坯料制備與拉深中的定位均非常困難。為此，本發(fā)明提出了落料-拉深成形方法，在高頻振動輔助下落料成形出微小坯料，然后在原位進行微拉深成形，解決了坯料制備與定位等難題。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結構示意圖。

具體實施方式