一種微小型工件凸模深冷沖剪成形裝置及其成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于機(jī)械工程領(lǐng)域，用于沖剪微小型工件或通孔的塑性成形，具體涉及一 種微小型工件凸模深冷沖剪成形裝置及其成形方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 微小型工件在電子工業(yè)中發(fā)揮非常重要的作用，微小型工件的輪廓和通孔沖剪在 微小型工件加工領(lǐng)域占有重要的地位。目前，在微小型工件沖剪成形方面仍然采用了常溫 狀態(tài)下普通加工方式，例如采用高速?zèng)_剪或輔助有超聲的多次沖剪等加工方式，對(duì)于小部 件而言，采用普通沖剪成形的工件斷面毛刺多，表面不平整，斷面形貌表象差，特別是成形 斷面精度低。采用本專利提出技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)板材在深冷情況下，增加脆性，減小延展性，從 而使微小型工件的斷面整齊，毛邊和毛刺減少，工件的精度得到提高。
[0003] 目前通過中國(guó)專利網(wǎng)和各個(gè)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行了檢索國(guó)內(nèi)外專利發(fā)現(xiàn)，中國(guó)專利[0004] 另外中國(guó)專利公開號(hào)104492907A，名稱為用于高強(qiáng)韌鋼連桿的連桿蓋與連桿體定 位面的高效深冷脹斷加工方法，該加工方法，，步驟采用激光加工的方法分別在連桿大頭孔 內(nèi)側(cè)兩面徑向加工兩個(gè)對(duì)稱分布的應(yīng)力集中槽將上述加工完應(yīng)力集中槽的高強(qiáng)韌鋼連桿 放入液氮儲(chǔ)存罐中進(jìn)行深冷處理將上述高強(qiáng)韌鋼連桿通過工裝固定到壓力機(jī)機(jī)體上，用 壓力機(jī)上帶有的單邊楔形壓頭快速下壓進(jìn)入連桿大頭孔，完成連桿大頭孔脹斷。本發(fā)明工 藝簡(jiǎn)單合理，分離面的可裝配性高，消除了連桿蓋與連桿體的定位誤差，還減少加工工序 節(jié)省了人力和物力，降低了成本，提高了生產(chǎn)效率，可有效確保大功率發(fā)動(dòng)機(jī)高強(qiáng)韌鋼連 桿的連桿蓋與連桿體的定位精度，不存在裝配時(shí)應(yīng)力的釋放，提高制造質(zhì)量、可靠性，解 決大功率發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件的制造等問題。
[0005] 又論文題目為深冷處理下鋁和鋁合金的晶粒轉(zhuǎn)動(dòng)，該論文在溫度為80K，47~60 小時(shí)的條件下，對(duì)1-8系12種鋁合金進(jìn)行了深冷處理.通過研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)時(shí)間的深冷處 理可以使鋁和鋁合金的XRD衍射峰值的強(qiáng)弱發(fā)生明顯的變化，即深冷處理使鋁和鋁合金晶 粒發(fā)生了轉(zhuǎn)動(dòng)，出現(xiàn)了擇優(yōu)取向即織構(gòu)現(xiàn)象。
[0006] 但是以上所檢索的專利和論文，雖然技術(shù)上都是利用了深冷的原理，但是與本專 利的裝置相差較遠(yuǎn)，結(jié)構(gòu)不同，加工方式不同，加工的目的不同，同時(shí)加工的方法不同。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明提供一種微小型工件凸模深冷沖剪成形裝置及其成形方法，其目的在于為 微小型工件的加工提供一種裝置和成形方法。
[0008] 本發(fā)明一種微小型工件凸模深冷沖剪成形裝置的技術(shù)方案是：
[0009] 凸模在其側(cè)壁局部開有通孔，受液壓缸P1驅(qū)動(dòng)的凸模在壓邊圈中運(yùn)動(dòng)，凹模置于 凹模支座內(nèi)并固定，受液壓缸P2驅(qū)動(dòng)的頂桿在凹模中運(yùn)動(dòng)，壓邊圈中開有可容納低溫溶液 的儲(chǔ)槽，儲(chǔ)槽頂部裝有浮動(dòng)式活塞，壓邊圈的內(nèi)側(cè)壁上開有可以讓低溫溶液流動(dòng)的側(cè)壁孔， 所述的壓邊圈可以在力的作用下將板材壓緊在凹模邊上，所述的壓邊圈的周圍包覆有絕熱 材料一，壓邊圈與板材接觸的邊界上壓有絕熱材料二。
[0010] 本發(fā)明所述的凸模側(cè)壁通孔與壓邊圈的側(cè)壁孔在工作時(shí)相通。
[0011] 本發(fā)明所述低溫溶液通過封閉壓邊圈內(nèi)側(cè)壁孔流入到凸模的通孔中儲(chǔ)存，降低凸 模底表面溫度。
[0012] 本發(fā)明所述的頂桿的頂面與凸模的頂面形狀形同，頂桿和凸模夾持板材向下運(yùn) 動(dòng)。
[0013] 本發(fā)明所述的壓邊圈上的浮動(dòng)式活塞向上運(yùn)動(dòng)可以阻止低溫溶液向下流動(dòng)。
[0014] 使用微小型工件凸模深冷沖剪成形裝置的成形方法，包括下列步驟：
[0015] ⑴裝夾板材
[0016] 將待加工板材的表面進(jìn)行清理，去除油污和保持清潔，去除邊界的毛刺，并且對(duì)板 材進(jìn)行校直處理后，放置在凹模和壓邊圈之間；
[0017] (2)冷卻
[0018] 驅(qū)動(dòng)凸模向下運(yùn)動(dòng)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)頂桿向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)凸模的通孔與壓邊圈的內(nèi)測(cè)孔相 通時(shí)，低溫液體進(jìn)入凸模通孔中，同時(shí)降低了凸模底部的溫度，當(dāng)凸模繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，凸 模封閉了壓邊圈的內(nèi)側(cè)孔，一部分低溫液體滯留在凸模通孔中，繼續(xù)降低凸模底面溫度，當(dāng) 凸模和頂桿同時(shí)接觸板材時(shí)，停止運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保持一定時(shí)間t秒；
[0019] ⑶沖剪
[0020] 增大凸模的向下壓力，同時(shí)使頂桿保持一定向上的壓力，這樣可以保證板材始終 處于夾緊狀態(tài)，當(dāng)凸模向下的推力P#于向上的推力？2時(shí)，且滿足方程PSPjscU時(shí)，板 材邊緣開始被剪切，s代表凸模與板材完全接觸后的面積，d代表板材厚度，τ代表板材的 剪切強(qiáng)度；
[0021] (4)退模
[0022] 凸模向上運(yùn)動(dòng)，脫離板材，頂桿運(yùn)送剪切板材脫離凹模；
[0023] (5)形貌檢測(cè)
[0024] 移動(dòng)板材對(duì)其剪切斷面形貌進(jìn)行檢測(cè)，
[0025] 所述板材的厚度d介于0. 之間，板材的沖剪區(qū)面積不大于314mm 2;
[0026] 所述板材（12)包含了鋁、鎂、銅及其在常溫下伸長(zhǎng)率大于5%的金屬材料；
[0027] 所述凸模⑴和頂桿（3)接觸板材（12)后的保持時(shí)間? = 60.1+1秒
[0028] 本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)新穎，可以實(shí)現(xiàn)微小型工件的精密加工，同時(shí)不會(huì)改變材料 的特性，而且可以根據(jù)客戶需求實(shí)現(xiàn)孔的加工，有利于減小毛邊和毛刺，平整斷面，提高斷 面成形精度和成形工件的成形精度，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)。
【附圖說明】
[0029] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030] 圖2是本發(fā)明冷卻加工區(qū)域示意圖；
[0031] 圖3是本發(fā)明沖剪成形示意圖；
[0032] 圖4是本發(fā)明一種凸模側(cè)壁通孔斷面示意圖；
[0033] 圖5是本發(fā)明一種凸模側(cè)壁通孔斷面示意圖；
[0034] 圖6是本發(fā)明一種凸模側(cè)壁通孔斷面示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0035] 凸模1在其側(cè)壁局部開有通孔7,受液壓缸P18驅(qū)動(dòng)的凸模1在壓邊圈5中運(yùn)動(dòng)， 凹模2置于凹模支座13內(nèi)并固定，受液壓缸P28'驅(qū)動(dòng)的頂桿3在凹模2中運(yùn)動(dòng)，壓邊圈中 開有可容納低溫溶液4的儲(chǔ)槽9,儲(chǔ)槽9頂部裝有浮動(dòng)式活塞10,壓邊圈5的內(nèi)側(cè)壁上開有 可以讓低溫溶液4流動(dòng)的側(cè)壁孔11，所述的壓邊圈5可以在力的作用下將板材12壓緊在凹 模2邊上，所述的壓邊圈5的周圍包覆有絕熱材料一 6,壓邊圈5與板材12接觸的邊界上壓 有絕熱材料一 14。
[0036] 所述的凸模1側(cè)壁通孔7與壓邊圈5的側(cè)壁孔11在工作時(shí)相通。
[0037] 所述低溫溶液4通過封閉壓邊圈5內(nèi)側(cè)壁孔11流入到凸模1的通孔7中儲(chǔ)存，降 低凸模1底表面溫度。
[0038] 所述的頂桿3的頂面與凸模1的頂面形狀形同，頂桿3和凸模1夾持板材12向下 運(yùn)動(dòng)。
[0039] 所述的壓邊圈5上的浮動(dòng)式活塞10向上運(yùn)動(dòng)可以阻止低溫溶液4向下流動(dòng)。
[0040] 使用微小型工件凸模深冷沖剪成形裝置的成形方法，包括下列步驟：
[0041] (1)裝夾板材
[0042] 將待加工板材的表面進(jìn)行清理，去除油污和保持清潔，去除邊界的毛刺，并