[發明專利]柔性沖頭超聲微拉深分步成形方法及其裝置

有效

• 申請號: 201310037811.4
• 申請日: 2013-01-31
• 公開（公告）號: CN103084466A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 羅烽;伍曉宇;鐘金明;張觀金;李凱輝;顧曉猛
• 申請（專利權）人: 深圳大學
• 主分類號: B21D33/00
• 分類號: B21D33/00
• 代理公司: 深圳冠華專利事務所(普通合伙) 44267
• 代理人: 諸蘭芬

技術領域

本發明涉及一種成形方法及其裝置，特別是涉及一種微型鈑金零件拉深成形方法及其裝置。

背景技術

拉深是利用拉深模具將平板毛坯壓制成各種開口的空心工件，或將已制成的開口空心件加工成其他形狀空心件的一種沖壓加工方法。其形變過程是：隨著凸模的不斷下行，留在凹模端面上的毛坯外徑不斷縮小，毛坯逐漸被拉進凸模與凹模間的間隙中形成直壁，而處于凸模下面的材料則成為拉深件的底，平面毛坯就變成具有一定的直徑和高度的杯形件。為防止拉深成形過程中凹模型腔邊緣和周圍的板料產生起皺現象，一般需要設置壓邊圈，且需要控制凸模與凹模之間的間隙均勻性。對于普通鈑金零件的拉深成形，凸模與凹模的定位相對比較容易做到，而對于微型鈑金零件（厚度尺寸≤0.3mm，其它尺寸≤3mm）的拉深成形，由于鈑金零件尺寸小、厚度薄，凸模與凹模間隙以及凸模截面都相當細微，加工困難，承受載荷能力低，造成模具壽命短、甚至撞損模具。

對于微型鈑金零件的拉深成形，由于晶粒尺寸與取向和摩擦帶來的尺寸效應，也是嚴重影響其成形十分困難的因素；此外，現有超聲焊接工藝主要用于各種板料或塊體之間的焊接，尚未見有用于將高分子粉末材料熔化后使之作為軟性凸模完成微型鈑金零件的拉深成形工藝。

?

發明內容

鑒于上述狀況，有必要提供一種柔性沖頭超聲微拉深分步成形方法，其特征在于,包括有凹模和超聲焊機，該超聲焊機包括超聲焊機機身和超聲焊機焊頭，該凹模包括凹模身，該凹模身上端面設有坯料定位框和模腔，該柔性沖頭超聲微拉深分步成形方法包括以下步驟:

①確定模腔的深度；

②將金屬箔坯料定位于凹模的坯料定位框內；

③將高分子材料粉末鋪設于金屬箔坯料之上；

④使用超聲焊機加熱加壓，超聲焊機的熔接時間為0.1秒~20.0秒，壓力為0.05?MPa?~1.00MPa，保壓時間為0.1秒~20.0秒；然后抬起超聲焊機焊頭；

⑤加大凹模模腔的深度，然后執行上述第④步驟；

⑥多次調節凹模模腔，使凹模模腔的深度逐次加大，直至金屬箔坯料完全被拉深成形；

⑦關停超聲焊機，抬起超聲焊機焊頭，然后分離開模；

⑧去除高分子材料粉末及凝固物，從模腔中取出拉深成形零件。

該模腔為深度可調模腔，該深度可調模腔底部設有升降調節裝置，并通過該升降調節裝置驅動調節該升降頭的升降，該柔性沖頭超聲微拉深分步成形方法包括以下步驟:?

①確定深度可調模腔的深度；

②將金屬箔坯料定位于凹模的坯料定位框內；

③將高分子材料粉末鋪設于金屬箔坯料之上；

④使用超聲焊機加熱加壓，超聲焊機的熔接時間為0.1秒~20.0秒，壓力為0.05?MPa?~1.00MPa，保壓時間為0.1秒~20.0秒；然后抬起超聲焊機焊頭；

⑤調節升降頭，使深度可調模腔的深度加大，添加少量高分子材料粉末，然后執行上述第④步驟；

⑥多次調節凹模中的升降頭，使深度可調模腔的深度逐次加大，直至金屬箔坯料完全被拉深成形；

⑦關停超聲焊機，抬起超聲焊機焊頭，然后分離開模；

⑧去除高分子材料粉末及凝固物，從深度可調凹模腔中取出拉深成形制件。

該高分子材料粉末，是聚氯乙烯PVC粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS粉末、聚丙烯PP粉末、聚乙烯PE粉末、聚甲醛POM粉末、聚苯乙烯粉末PS和乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA粉末中的一種。

該金屬箔坯料是銅箔、鋁箔和鋼箔中的一種。

一種實現權利要求1柔性沖頭超聲微拉深分步成形方法的裝置，包括有凹模和超聲焊機，該超聲焊機包括超聲焊機機身和超聲焊機焊頭，該凹模包括凹模身，該凹模身上端面設有坯料定位框和深度可調模腔，其特征在于，該深度可調模腔底部設有升降調節裝置，并通過該升降調節裝置驅動調節該升降頭的升降。

該凹模身內設有一空腔，該空腔上端與該深度可調模腔相通，該空腔下端直通該凹模身下端面。

該升降調節裝置包括依次連接的升降頭、限轉方塊、升限螺桿和電機輸出軸，該升降頭固定于該限轉方塊一端。

該限轉方塊設于該空腔內，該限轉方塊可在空腔內上下移動從而限制該升降頭轉動。

該升限螺桿和電機輸出軸外設有聯軸套，該聯軸套上設有可使電機輸出軸與該聯軸套鎖緊的鎖緊螺釘。

該聯軸套上端設有限位槽，固定件一端插入聯軸套上端限位槽內，聯軸套可相對于固定件轉動，固定件另一端通過連接螺釘固定于凹模模身下端面。