專利名稱：高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微沖裁成形裝置及成形方法，具體涉及高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著微系統(tǒng)技術(shù)和微電子技術(shù)的發(fā)展，對(duì)箔板微型構(gòu)件的需求日益增加，但應(yīng)用范圍的拓展，對(duì)箔板微型構(gòu)件成形質(zhì)量也提出了更高的要求，如箔板微型構(gòu)件不僅需要有高的幾何尺寸精度，同時(shí)還要求有良好的沖裁斷面質(zhì)量、較高的形位精度等。這些箔板微型構(gòu)件由于板厚較小，一般小于O. 2_，構(gòu)件整體尺寸小于I. Omm,因而很難進(jìn)行二次加工，必須一次沖裁成形出尺寸精度和形位精度等均滿足要求的微型箔板構(gòu)件，這給箔板微沖裁成形技術(shù)帶來挑戰(zhàn)。另外，高精度的箔板沖裁成形中，凸凹模間隙很小，為幾個(gè)微米，由于尺寸效應(yīng)的存在會(huì)顯著增加沖裁力，同時(shí)還存在模具磨損嚴(yán)重、模具壽命低等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明為解決現(xiàn)有高精度的箔板沖裁成形中，凸凹模間隙小，尺寸效應(yīng)顯著增加沖財(cái)力，模具磨損嚴(yán)重、使用壽命低的問題，進(jìn)而提出高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置及方法。本發(fā)明為解決上述問題采取的技術(shù)方案是本發(fā)明包括凹模、凹模固定板、沖頭、凸模固定板、下墊板、下模板、上模板、高頻電源、導(dǎo)套、導(dǎo)柱和振動(dòng)組件，凹模固定板、下墊板、下模板由上至下依次連接，上模板、凸模固定板由上至下依次設(shè)置在凹模固定板的上方，凹模嵌裝在凹模固定板上表面的中部，振動(dòng)組件、沖頭由上至下依次插裝在凸模固定板內(nèi)，且沖頭的中線與凹模的中線重合，振動(dòng)組件與高頻電源連接，導(dǎo)套插裝在凹模固定板上表面上，導(dǎo)柱的上端插裝在凸模固定板內(nèi)，導(dǎo)柱的下端插裝在導(dǎo)套內(nèi)。所述成形方法的具體步驟如下步驟一、將高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置放入精密沖裁成形機(jī)內(nèi)，將下模板固定安裝在精密沖裁成形機(jī)的下工作臺(tái)上，將上模板固定安裝在精密沖裁成形機(jī)的上工作臺(tái)上,上工作臺(tái)的移動(dòng)范圍是0mm-140mm ；步驟二、設(shè)定振動(dòng)頻率，振動(dòng)頻率的范圍是1ΚΗζ-30ΚΗζ，接通高頻電源通過振動(dòng)組件使沖頭進(jìn)行高頻振動(dòng)；步驟三、上模板在精密沖裁成形機(jī)帶動(dòng)下向下移動(dòng)達(dá)到設(shè)定的下死點(diǎn)，沖頭與箔板接觸，沖頭與凹模給箔板一定的剪切力，箔板在剪切力的作用下發(fā)生彈性變形、塑性變形并產(chǎn)生裂紋撕裂，最終將坯料從箔板上沿凹模的刃口輪廓剪切下來；步驟四、沖裁成形結(jié)束后，上模板在精密沖裁成形機(jī)的帶動(dòng)下上上死點(diǎn)移動(dòng)，限位彈簧釋放并推動(dòng)卸料固定板、卸料板，然后上模板繼續(xù)向上移動(dòng)直至到達(dá)上死點(diǎn)，完成沖裁成形。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明抑制裂紋的萌生和擴(kuò)展、降低材料塑性變形抗力以及降低摩擦力。有高頻振動(dòng)的作用，在沖裁成形中能夠抑制裂紋的萌生和擴(kuò)展，因而使得沖裁成形中裂紋的產(chǎn)生比較滯后，結(jié)果降低了沖裁斷面中撕裂帶的比例、提高了光亮帶的比例；抑制裂紋擴(kuò)展，可以降低撕裂的角度，提高沖裁斷面的整體平整度。箔板沖裁間隙較小，使得沖裁力明顯增加，在高頻振動(dòng)的輔助下能夠降低材料的塑性變形抗力，使得沖裁力較小。沖裁力和摩擦力的降低，可以降低沖裁成形中變形區(qū)所受的彎矩，使得沖裁斷面中圓角部分比重較小，使得斷面質(zhì)量得到提高，更重要的是能夠顯著提高箔板成形件的形位精度，如平整度等。


圖I是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式具體實(shí)施方式
一結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述高頻振動(dòng)輔助箔板 微沖裁成形裝置包括凹模I、凹模固定板2、沖頭3、凸模固定板4、下墊板5、下模板6、上模板7、高頻電源8、導(dǎo)套9、導(dǎo)柱10和振動(dòng)組件，凹模固定板2、下墊板5、下模板6由上至下依次連接，上模板7、凸模固定板4由上至下依次設(shè)置在凹模固定板2的上方，凹模I嵌裝在凹模固定板2上表面的中部，振動(dòng)組件、沖頭3由上至下依次插裝在凸模固定板4內(nèi)，且沖頭3的中線與凹模I的中線重合，振動(dòng)組件與高頻電源8連接，導(dǎo)套9插裝在凹模固定板2上表面上，導(dǎo)柱10的上端插裝在凸模固定板4內(nèi)，導(dǎo)柱10的下端插裝在導(dǎo)套9內(nèi)。
具體實(shí)施方式
二 結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置的振動(dòng)組件包括壓電陶瓷11和蝶形彈簧12，沖頭3的上端通過蝶形彈簧12與壓電陶瓷11的下端連接。本實(shí)施方式方式中沖頭3在壓電陶瓷11的作用下一直進(jìn)行高頻振動(dòng)，由于沖頭3的高頻振動(dòng)作用，箔板18變形抵抗力降低，因而變形相對(duì)容易。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置還包括壓力傳感器13，壓電陶瓷11的上端與壓力傳感器13連接。本實(shí)施方式中壓力傳感器13與數(shù)據(jù)采集裝置連接，數(shù)據(jù)采集裝置可以進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，方便對(duì)沖裁成形過程進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一或二相同。
具體實(shí)施方式
四結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置還包括壓邊卸料機(jī)構(gòu)，所述壓邊卸料機(jī)構(gòu)包括卸料板14、卸料固定板15和限位螺栓16，卸料固定板15通過限位螺栓16安裝在凸模固定板4的下表面上，卸料板14安裝在卸料固定板15的下表面上，限位彈簧17套裝在限位螺栓16上，沖頭3的下端依次穿過卸料固定板15和卸料板14的中部。本實(shí)施方式的技術(shù)效果是本實(shí)施方式中的卸料板14能夠在沖裁過程中起到平整材料的作用。沖裁完成后，卸料固定板15，限位螺栓16和限位彈簧17可以有效地防止材料粘到?jīng)_頭上，起到卸料的作用。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施所述一種利用具體實(shí)施方式
一所述裝置進(jìn)行高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形的方法的具體步驟如下步驟一、將高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置放入精密沖裁成形機(jī)內(nèi)，將下模板6固定安裝在精密沖裁成形機(jī)的下工作臺(tái)上，將上模板7固定安裝在精密沖裁成形機(jī)的上工作臺(tái)上，上工作臺(tái)的移動(dòng)范圍是0mm-140mm ；步驟二、設(shè)定振動(dòng)頻率，振動(dòng)頻率的范圍是1ΚΗζ-30ΚΗζ，接通高頻電源8通過振動(dòng)組件使沖頭3進(jìn)行高頻振動(dòng)；步驟三、上模板7在精密沖裁成形機(jī)帶動(dòng)下向下移動(dòng)達(dá)到設(shè)定的下死點(diǎn)，沖頭3與箔板18接觸，沖頭3與凹模I給箔板18 —定的剪切力，箔板18在剪切力的作用下發(fā)生彈性變形、塑性變形并產(chǎn)生裂紋撕裂，最終將坯料從箔板18上沿凹模I的刃口輪廓剪切下來；步驟四、沖裁成形結(jié)束后，上模板7在精密沖裁成形機(jī)的帶動(dòng)下上上死點(diǎn)移動(dòng)，限 位彈簧17釋放并推動(dòng)卸料固定板15、卸料板14，然后上模板7繼續(xù)向上移動(dòng)直至到達(dá)上死點(diǎn)，完成沖裁成形。本實(shí)施方式中高頻振動(dòng)的作用會(huì)抑制裂紋的產(chǎn)生，因而裂紋產(chǎn)生相對(duì)滯后，增大了沖裁斷面中光亮度的比重，且高頻振動(dòng)會(huì)抑制裂紋的擴(kuò)展，在沖裁最后階段撕裂角度減小，也提高了沖裁斷面的平整度。
具體實(shí)施方式
六結(jié)合圖I說明本實(shí)施方式，本實(shí)施方式所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形的方法的步驟三中上模板7在精密沖裁成形機(jī)的帶動(dòng)下由死點(diǎn)向下移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到指定位移量時(shí)，卸料板14的下表面與箔板18接觸，卸料固定板15和卸料板14將一定的壓力施加到箔板18上，實(shí)現(xiàn)壓邊。其它組成及連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
六相同。
權(quán)利要求
1.高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置，其特征在于所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置包括凹模(I)、凹模固定板(2)、沖頭(3)、凸模固定板(4)、下墊板(5)、下模板(6)、上模板(7)、高頻電源(8)、導(dǎo)套(9)、導(dǎo)柱(10)和振動(dòng)組件，凹模固定板(2)、下墊板(5)、下模板出)由上至下依次連接，上模板(7)、凸模固定板(4)由上至下依次設(shè)置在凹模固定板(2)的上方，凹模(I)嵌裝在凹模固定板(2)上表面的中部，振動(dòng)組件、沖頭(3)由上至下依次插裝在凸模固定板(4)內(nèi)，且沖頭(3)的中線與凹模(I)的中線重合，振動(dòng)組件與高頻電源(8)連接，導(dǎo)套(9)插裝在凹模固定板(2)上表面上，導(dǎo)柱(10)的上端插裝在凸模固定板(4)內(nèi)，導(dǎo)柱(10)的下端插裝在導(dǎo)套(9)內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置，其特征在于振動(dòng)組件包括壓電陶瓷(11)和蝶形彈簧(12)，沖頭(3)的上端通過蝶形彈簧(12)與壓電陶瓷(11)的下端連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置，其特征在于所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置還包括壓力傳感器(13)，壓電陶瓷(11)的上端與壓力傳感器(13)連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置，其特征在于所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置還包括壓邊卸料機(jī)構(gòu)，所述壓邊卸料機(jī)構(gòu)包括卸料板(14)、卸料固定板(15)、限位螺栓(16)和限位彈簧(17)，卸料固定板(15)通過限位螺栓(16)安裝在凸模固定板(4)的下表面上，卸料板(14)安裝在卸料固定板(15)的下表面上，限位彈簧(17)套裝在限位螺栓(16)上，沖頭(3)的下端依次穿過卸料固定板(15)和卸料板(14)的中部。
5.一種利用權(quán)利要求I所述裝置進(jìn)行高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形的方法，其特征在于所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形的方法的具體步驟如下 步驟一、將高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置放入精密沖裁成形機(jī)內(nèi)，將下模板(6)固定安裝在精密沖裁成形機(jī)的下工作臺(tái)上，將上模板(7)固定安裝在精密沖裁成形機(jī)的上工作臺(tái)上，上工作臺(tái)的移動(dòng)范圍是Omm-HOmm ; 步驟二、設(shè)定振動(dòng)頻率，振動(dòng)頻率的范圍是1ΚΗζ-30ΚΗζ，接通高頻電源(8)通過振動(dòng)組件使沖頭(3)進(jìn)行高頻振動(dòng)； 步驟三、上模板(7)在精密沖裁成形機(jī)帶動(dòng)下向下移動(dòng)達(dá)到設(shè)定的下死點(diǎn)，沖頭(3)與箔板(18)接觸，沖頭(3)與凹模⑴給箔板(18) —定的剪切力，箔板(18)在剪切力的作用下發(fā)生彈性變形、塑性變形并產(chǎn)生裂紋撕裂，最終將坯料從箔板(18)上沿凹模(I)的刃口輪廓剪切下來； 步驟四、沖裁成形結(jié)束后，上模板(7)在精密沖裁成形機(jī)的帶動(dòng)下上上死點(diǎn)移動(dòng)，限位彈簧(17)釋放并推動(dòng)卸料固定板(15)、卸料板(14)，然后上模板(7)繼續(xù)向上移動(dòng)直至到達(dá)上死點(diǎn)，完成沖裁成形。
6.根據(jù)權(quán)利要求7所述高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形的方法其特征在于步驟三中上模板(7)在精密沖裁成形機(jī)的帶動(dòng)下由死點(diǎn)向下移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到指定位移量時(shí)，卸料板(14)的下表面與箔板(18)接觸，卸料固定板(15)和卸料板(14)將一定的壓力施加到箔板(18)上，實(shí)現(xiàn)壓邊。
全文摘要
高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置及方法，它涉及微沖裁成形裝置及成形方法，具體涉及高頻振動(dòng)輔助箔板微沖裁成形裝置及方法。本發(fā)明為了解決現(xiàn)有高精度的箔板沖裁成形中，凸凹模間隙小，尺寸效應(yīng)顯著增加沖財(cái)力，模具磨損嚴(yán)重、使用壽命低的問題。本發(fā)明的凹模固定板、下墊板、下模板由上至下依次連接，上模板、凸模固定板由上至下依次設(shè)置在凹模固定板的上方，凹模嵌裝在凹模固定板上表面的中部，振動(dòng)組件、沖頭由上至下依次插裝在凸模固定板內(nèi)，且沖頭的中線與凹模的中線重合，振動(dòng)組件與高頻電源連接，導(dǎo)套插裝在凹模固定板上表面上，導(dǎo)柱的上端插裝在凸模固定板內(nèi)，導(dǎo)柱的下端插裝在導(dǎo)套內(nèi)。本發(fā)明用于箔板沖裁成形。
文檔編號(hào)B21D33/00GK102962331SQ20121049920
公開日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月29日
發(fā)明者王春舉, 單德彬, 郭斌, 徐杰, 皇韶峰 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)