[發(fā)明專利]高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611091387.1
• 申請日: 2016-12-01
• 公開（公告）號: CN106607503B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 邱殿凱;黃紀繪;彭林法;易培云;來新民
• 申請（專利權(quán)）人: 上海交通大學(xué)
• 主分類號: B21D35/00
• 分類號: B21D35/00;B21D37/08;B21D37/10
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31225
• 代理人: 蔣亮珠

1.一種高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工裝置，包括依次設(shè)置的開卷機、送料輥、定位孔沖裁工具、成形輥模具、整平機構(gòu)和沖壓切邊組合，其特征在于：

定位孔沖裁工具：設(shè)置在成形輥模具之前，在成形之前先對金屬薄板坯料進行定位孔的沖裁，為后續(xù)沖壓成形工序提供高精度的整體定位孔；

成形輥模具：設(shè)置在定位孔沖裁工具和沖壓切邊組合之間，用于對金屬薄板輥壓成形，得到具有初期微細結(jié)構(gòu)的初期微細特征薄板；

整平機構(gòu)：設(shè)置在成形輥模具和沖壓切邊組合之間，用于整平初期微細特征薄板；所述整平機構(gòu)包括上下布置的帶輪和皮帶，利用帶輪旋轉(zhuǎn)帶動繃緊的皮帶對所述初期微細特征薄板施加壓力，使其整體達到平整，為后續(xù)切邊沖裁和沖壓成形實現(xiàn)精準(zhǔn)定位，同時帶動整平后的初期微細特征薄板向后輸送；

沖壓切邊組合：包括沖壓模具和切邊模具，用于對初期微細特征薄板進行沖壓成形和切邊沖裁，最終獲得目標(biāo)形式的高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)件；

所述成形輥模具是上下放置的共軛的成形輥子對，即互為輥壓成形的輥壓凸模和輥壓凹模，其圓周表面結(jié)構(gòu)由所述初期微細結(jié)構(gòu)映射生成；

成形輥子對的圓周表面布置至少一段特定寬度的微細結(jié)構(gòu)，微細結(jié)構(gòu)對應(yīng)成形特征區(qū)域，微細結(jié)構(gòu)段之間為沒有微細結(jié)構(gòu)的輥壓凹槽和凸起特征，對應(yīng)成形外圍區(qū)域；

所述輥壓凸模和輥壓凹模選用直徑大小不同的成形輥，且兩者的安裝間距根據(jù)所述金屬薄板的厚度和所述初期微細結(jié)構(gòu)的深度而調(diào)整。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工裝置，其特征在于：所述沖壓模具包括沖壓凸模和沖壓凹模，該沖壓模具特征結(jié)構(gòu)與所述初期微細特征薄板的初期微細結(jié)構(gòu)在水平面方向的尺寸和周期均相等，保證沖壓成形過程不會干涉。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工裝置，其特征在于：所述切邊模具設(shè)置在所述沖壓模具之前，用于將整平后的所述初期微細特征薄板按設(shè)計尺寸進行切邊沖裁。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工裝置，其特征在于：所述沖壓模具和所述切邊模具合并為級進模，實現(xiàn)一次行程同時完成所述初期微細特征薄板相鄰區(qū)域的沖壓成形和切邊沖裁。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工裝置，其特征在于：還包括設(shè)置在所述級進模后的步進收料卷，用于回收經(jīng)過級進模后的余料。

6.一種采用如權(quán)利要求1-5任一所述裝置進行高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于：該方法結(jié)合輥壓彎曲成形和沖壓變薄拉深成形，包括以下步驟：

(1)根據(jù)初期微細特征薄板的初期微細結(jié)構(gòu)，選擇具有相應(yīng)特征結(jié)構(gòu)的成形輥模具，通過映射目標(biāo)微細結(jié)構(gòu)加工沖壓模具；

(2)待加工金屬薄板由開卷機輸出，通過送料輥送至定位孔沖裁工具，加工定位孔，然后進入成形輥模具，輥壓形成得到具有初期細微結(jié)構(gòu)的初期微細特征薄板；

(3)將所得初期微細特征薄板輸入整平機構(gòu)進行整平，然后依次采用切邊模具和沖壓模具對初期微細特征薄板進行切邊沖裁和沖壓成形，或者采用級進模進行一體化沖壓成形和切邊沖裁，得到具有目標(biāo)形式的高深寬比微細結(jié)構(gòu)的金屬薄板微細結(jié)構(gòu)件。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的高深寬比金屬薄板微細結(jié)構(gòu)的加工方法，其特征在于：在所述沖壓成形過程中，先通過初期微細特征薄板左右兩端的定位孔進行整體定位，然后通過初期微細特征薄板的初期微細特征與沖壓模具特征結(jié)構(gòu)的匹配進行每個初期微細特征的定位。