[發(fā)明專利]一種模套集束組合式微彎曲裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310700157.0
• 申請日: 2013-12-19
• 公開（公告）號: CN103706682A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王勻;許楨英;薛小峰;朱金鑫;朱凱;杜金星;徐吉偉;魏人杰;于浩
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: B21D5/00
• 分類號: B21D5/00;B21D7/00;B21D11/00;B21D37/10
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明所涉及的技術(shù)領(lǐng)域是微塑性成形領(lǐng)域，指的是一種用張緊的模套集束組合式金屬線束替代凸模完成微小彎曲的成形裝置及方法。

背景技術(shù)

????隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的不斷進步，現(xiàn)代工業(yè)的范圍也不斷擴大，產(chǎn)品微型化趨勢也日益顯現(xiàn)，尤其是當今微機電系統(tǒng)、集成化技術(shù)等學(xué)科的突破性發(fā)展，對微塑性成形的需求也越來越大。與此同時、在電子、醫(yī)藥、精密儀器等領(lǐng)域，微形器件也發(fā)揮著越來越大的作用。但因為產(chǎn)品非常微小，所以在加工工藝上的困難程度也大大增加，加工過程中的進給量、加載速度、加工精度、位移和力測量的實時性等因素對最終產(chǎn)品質(zhì)量的影響都很大。很明顯，傳統(tǒng)的加工方法無法適用。

微彎曲成形作為微塑性成形的重要組成部分，在實際應(yīng)用中也非常廣泛。比如在微機電系統(tǒng)中的一些微型機械構(gòu)件中的線條、連接頭、連桿等，以及在一些電子傳感器中的簧片等。目前微彎曲成形技術(shù)主要依賴于激光微彎曲成形技術(shù)和等離子電弧加熱彎曲成形等，都是依據(jù)溫度梯度理論而進行的微彎曲成形方法，其他方法有利用微模具彎曲成形和電化學(xué)成形方法等。近期光刻也被應(yīng)用在這一領(lǐng)域，以上技術(shù)的應(yīng)用足見其需求，對微彎曲的研究的熱度也居高不下。但目前對于微彎曲的研究大多集中在微彎曲的原理方面，對微彎曲具體的成形方法和裝置研究略顯不足，本設(shè)計就是針對于這一方面。

近年來國內(nèi)外在微彎曲成形方法和裝置上進行的研究較少。Kals對厚度在0.1~1mm鎳合金以及銅合金薄板做了彎曲試驗（Journal?of?Materials?Processing?Technology,?2000,?103：95-101），是根據(jù)普通自由彎曲比例縮小后的一種成形實驗。W.?Wang對鎳箔作了微彎曲試驗（International?Journal?of?Plasticity,?2003,?19:365-382），根據(jù)應(yīng)變梯度塑性理論研究了微彎曲的成形問題。上海交通大學(xué)的蔣振新等(電子工藝技術(shù),?2003,?5)提出了一種借助二次熔膠工藝實現(xiàn)微彎曲面成型的新工藝制作微彎曲鎳梁，但成形過程不宜控制。中國科學(xué)院力學(xué)研究所的黃晨光等人（中國激光,2002,3）對激光微彎曲的成形機理進行了模擬研究，但激光參數(shù)對微彎曲成形影響很大，激光加熱成本高且彎曲成形可控性差。經(jīng)檢索國內(nèi)外在微塑性成形的專利技術(shù)為數(shù)不多，特別是專門針對塑性成形領(lǐng)域的微彎曲成形技術(shù)幾乎沒有。在微塑性成形領(lǐng)域，美國的Edward?G.?Wenskis設(shè)計了一種微拉伸用成形裝置，專利號為US6983658，該裝置僅用作微拉伸試驗，難以應(yīng)用在微彎曲上。中國專利03132554.8報道了哈爾濱工業(yè)大學(xué)的一種精密微塑性成形系統(tǒng)，其原理是采用壓電陶瓷作為驅(qū)動器施壓成形，但沒有細化到微彎曲成形方面。中國專利200510022725.1報道了西北工業(yè)大學(xué)的一種微小型零件的超塑性擠壓成形裝置，但是僅針對超塑性材料設(shè)計的裝置，適用面窄。

總結(jié)以上的研究和報道，現(xiàn)在已有的微彎曲成形技術(shù)存在以下缺點：1．在激光方面，利用了材料的溫度梯度效應(yīng)，通過激光加熱，使得材料表面溫度不均勻，材料變形不均勻，產(chǎn)生彎曲，但這種方法存在缺陷。由于激光加熱程度難以控制，最后成形工件精度不高，因此，這種技術(shù)仍在實驗階段；其次，激光加熱能耗很高，不符合可持續(xù)發(fā)展的現(xiàn)代化生產(chǎn)理念，生產(chǎn)成本也很高。2．電化學(xué)的方法加工成本比較高，專業(yè)化程度高，且生產(chǎn)周期太長，不利于廣泛應(yīng)用。而且電化學(xué)方法生產(chǎn)的彎曲件材料表面質(zhì)量不高，強度也比較低。3．超塑性微成形方法的前提是采用具有超塑性的材料，原材料受限，能夠滿足微器件要求的材料就更少，生產(chǎn)成本高，無法批量生產(chǎn)。另外超塑性材料需要特定的條件才能表現(xiàn)出超塑性，條件較苛刻，生產(chǎn)成本更高。4．采用傳統(tǒng)模具的方法生產(chǎn)微彎曲件，模具制造很困難，而且由于微器件非常小，凸模的剛度就比較差，使用性能比較差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供能克服以上缺點的一種模套集束組合式微彎曲成形裝置及方法。