[發(fā)明專利]微精沖成形模具

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110274501.9
• 申請日: 2021-03-15
• 公開（公告）號: CN113020404A
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉艷雄;紀(jì)開盛;華林;張怡俊
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: B21D28/14
• 分類號: B21D28/14;B21D45/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 程力

本發(fā)明公開了一種微精沖成形模具，上模包括上模板、上底板、上安裝板、壓邊圈固定板、上碟簧、沖頭固定塊、微沖頭和壓邊圈，壓邊圈上設(shè)有第一通孔，微沖頭下部滑動配合的伸入第一通孔，壓邊圈底面設(shè)有高度不超過板料厚度的環(huán)形凸臺；下模包括下模板、下安裝板、放料平臺、反頂桿、下底板、下碟簧和凹模，凹模上設(shè)有第二通孔，反頂桿上部滑動配合的伸入第二通孔；壓邊圈和放料平臺配合實現(xiàn)壓邊，壓邊圈的壓邊力由上碟簧提供，反頂桿的反頂力由下碟簧提供且初始時高于放料平臺。本發(fā)明能實現(xiàn)微型零件的微精沖成形，可獲得全光亮沖裁斷面的微型零件，并提高微型零件的尺寸精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于微成形領(lǐng)域，具體涉及一種微精沖成形模具。

背景技術(shù)

微型零件廣泛應(yīng)用于3C產(chǎn)品的連接器端子、集成電路引線框架、航空航天領(lǐng)域的電鏈接器接插件、互聯(lián)汽車高速數(shù)據(jù)傳輸連接器等微機電系統(tǒng)(MEMS)和微系統(tǒng)(MST)中，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，需求越來越大。目前，微型零件一般采用光刻技術(shù)、離子刻蝕、超精密機械加工等方法進行制造，但是上述方法要么生產(chǎn)效率低、不適合批量生產(chǎn)制造，要么生產(chǎn)成本高。因此，近年來，針對微型零件的微成形技術(shù)成為了研究熱點，其具有加工精度高、成本低、效率高、環(huán)境污染小等優(yōu)勢。

金屬微沖裁作為一種新穎的微成形工藝，是指零件尺寸至少在兩個維度處于毫米量級以下的沖裁加工技術(shù)。目前，金屬薄膜的微沖裁技術(shù)得到了廣大學(xué)者的深入研究，研究結(jié)果表明，在微介觀尺度下，沖裁斷面特征依然為塌角、光亮帶、撕裂帶和毛刺。對于現(xiàn)有的微沖裁，由于受尺寸效應(yīng)的影響，光亮帶的高度一般低于50％。為了提高斷面質(zhì)量，降低撕裂帶的高度，現(xiàn)有學(xué)者將超聲波應(yīng)用到微沖裁工藝中，利用超聲波“表面效應(yīng)”和“體積效應(yīng)”提高材料塑性變形能力，能將光亮帶的高度提高到70％左右。但是，超聲波微沖裁工藝雖然能提高光亮帶的高度，但還是不能達到全光亮帶，而且超聲波輔助沖裁，模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，模具加工制作困難。

精沖是在普通沖裁的基礎(chǔ)上，通過增加壓邊圈和反頂桿，從而使材料在剪切變形區(qū)里以純剪切塑性變形的方式實現(xiàn)材料的分離，相比于普通沖裁，精沖成形可以獲得全光亮沖裁斷面，提高斷面質(zhì)量，并且同時提高零件尺寸精度，根據(jù)精沖成形原理，精沖成形需要提供壓邊力和反頂力，現(xiàn)有的精沖成形一般需要專用的精沖機上進行，通過傳力桿將壓邊油缸和反頂油缸提供的壓邊力和反頂力傳到精沖模具的壓邊圈和反頂桿上。

但是對于微精沖成形，由于零件尺寸微小，因此模具尺寸非常小，模具高度尺寸一般小于200mm，長度尺寸一般小于80mm，不能應(yīng)用于現(xiàn)有的精沖機上，而且現(xiàn)有精沖工藝采用傳力桿獲取精沖機提供的壓邊力和反頂力的方式不適用于微精沖成形，精沖機的定位控制精度也不能滿足微精沖成形的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種微精沖成形模具，本發(fā)明通過碟簧提供成形所需壓邊力和反頂力，實現(xiàn)微成形過程中微小壓邊力和反頂力的施加，能實現(xiàn)微型零件的微精沖成形，可獲得全光亮沖裁斷面的微型零件，并提高微型零件的尺寸精度。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

一種微精沖成形模具，包括通過導(dǎo)柱連接的上模和下模；上模包括往下依次連接的上模板、上底板、上安裝板和壓邊圈固定板，上安裝板與壓邊圈固定板間分布有上碟簧，上安裝板上設(shè)有沖頭固定塊，沖頭固定塊上設(shè)有微沖頭，壓邊圈固定板上設(shè)有壓邊圈，壓邊圈上設(shè)有第一通孔，微沖頭下部滑動配合的伸入第一通孔，壓邊圈底面設(shè)有高度不超過板料厚度的環(huán)形凸臺；下模包括往上依次連接的下模板、下安裝板和放料平臺，下安裝板的上下部分別滑動配合有反頂桿和下底板，下底板與下模板間分布有下碟簧，放料平臺上設(shè)有凹模，凹模上設(shè)有與微沖頭下端施壓面對應(yīng)且匹配的第二通孔，反頂桿上部滑動配合的伸入第二通孔；壓邊圈和放料平臺配合實現(xiàn)壓邊，壓邊圈的壓邊力由上模板、上底板和上安裝板擠壓上碟簧提供，反頂桿的反頂力由下碟簧擠壓下底板提供且預(yù)設(shè)的反頂力使反頂桿頂端初始時高于放料平臺。

優(yōu)選地，用于微精沖成形0.01-1mm厚的金屬薄板。

優(yōu)選地，微沖頭和反頂桿均采用晶粒尺寸0.6μm的超精細WC-Co合金。