一種超聲輔助微壓印成形裝置及微壓印成形方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種超聲輔助微壓印成形裝置及微壓印成形方法，裝置包括超聲電源和超聲換能器，以及通過(guò)連接螺栓順序串接的超聲變幅桿和多孔超聲變幅器，超聲變幅器下端面通過(guò)螺紋連接支撐腿，支撐腿支撐整個(gè)裝置，超聲變幅器上端面通過(guò)連接螺栓連接下沖頭，工件固定在下沖頭上，微壓印模具固定在上沖頭上。微壓印成形是通過(guò)多孔超聲變幅器將輸入的水平方向超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的超聲振動(dòng)，并驅(qū)動(dòng)微壓印成形模具與工件一起做豎直高頻振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)豎直方向的超聲輔助微壓印成形。本發(fā)明可在較小的空間高度內(nèi)實(shí)現(xiàn)微壓印成形裝置的豎直超聲振動(dòng)，并完成超聲微壓印成形過(guò)程，本發(fā)明有利于超聲微壓印工藝過(guò)程的實(shí)現(xiàn)并改善材料的微壓印成形過(guò)程和質(zhì)量。
【專利說(shuō)明】一種超聲輔助微壓印成形裝置及微壓印成形方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種超聲輔助微壓印成形裝置及微壓印成形方法，屬于超聲振動(dòng)輔助成形加工【技術(shù)領(lǐng)域】和微塑性成形【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]超聲輔助微塑性成形工藝是目前微塑性成形領(lǐng)域前沿研究方向之一。在超聲輔助微塑性成形工藝中，超聲系統(tǒng)通過(guò)超聲電源、超聲換能器和超聲變幅桿(又稱超聲變幅器)產(chǎn)生超聲頻機(jī)械振動(dòng)并將振動(dòng)的幅值增大，傳遞給加工工具或被加工工件，使其產(chǎn)生高頻諧振，從而實(shí)現(xiàn)超聲輔助微塑性成形加工?，F(xiàn)有研究文獻(xiàn)報(bào)道的超聲微塑性成形工藝主要有超聲微擠壓、超聲微鐓粗、超聲微彎曲、超聲微拉伸、超聲微沖裁和超聲微壓印工藝。
[0003]微壓印是一種典型的模壓成形工藝。在現(xiàn)有的超聲輔助微壓印成形工藝研究中，超聲振動(dòng)裝置一般沿Z向豎直設(shè)置，超聲變幅桿的末端與微壓印成形的上模或下模相連接并實(shí)現(xiàn)Z向的高頻諧振，然后完成超聲微壓印成形過(guò)程。由于豎直放置的超聲設(shè)備需要較大的安裝空間，需要對(duì)現(xiàn)有的微壓印成形裝置進(jìn)行改造；同時(shí)超聲振動(dòng)裝置也需要設(shè)計(jì)較大的超聲輻射面來(lái)實(shí)現(xiàn)微壓印裝置與超聲變幅桿的有效連接，這都增加了設(shè)備制造成本和工藝實(shí)現(xiàn)難度。因此研發(fā)能適用于常規(guī)微壓印成形設(shè)備的超聲振動(dòng)裝置以及相應(yīng)的超聲微壓印成形工藝成為急需解決的難題之一。
[0004]在超聲振動(dòng)系統(tǒng)中，豎直放置的超聲換能器和超聲變幅桿的長(zhǎng)度是決定超聲設(shè)備所占空間的主要因素。除了提高超聲設(shè)備的工作頻率可以減少超聲設(shè)備的長(zhǎng)度以外，將超聲設(shè)備從豎直布置改為水平布置也可有效減小設(shè)備高度并滿足普通微壓印成形設(shè)備的空間要求。但要滿足超聲微壓印成形工藝要求，水平放置的超聲設(shè)備則需要產(chǎn)生豎直方向的超聲振動(dòng)，因此需要研發(fā)可實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)方向改變的超聲變幅器，可將水平的超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直方向的超聲振動(dòng)，同時(shí)還需要負(fù)載微壓印模具產(chǎn)生超聲諧振并實(shí)現(xiàn)超聲微壓印成形過(guò)程。要實(shí)現(xiàn)微壓印模具的高頻振動(dòng)需要較大尺寸的負(fù)載表面，而大尺寸的超聲變幅器都存在明顯的三維耦合振動(dòng)特性，因此采用大尺寸超聲變幅器實(shí)現(xiàn)超聲振動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換是目前研究的難點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有超聲振動(dòng)輔助微壓印成形工藝中超聲振動(dòng)難以實(shí)現(xiàn)振動(dòng)方向有效轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，而提供一種超聲輔助微壓印成形裝置及微壓印成形方法，通過(guò)采用水平放置的多孔超聲變幅器來(lái)改變超聲振動(dòng)的傳遞方向，將超聲振動(dòng)系統(tǒng)所產(chǎn)生的水平超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樨Q直方向的超聲振動(dòng)，并通過(guò)超聲變幅器的上表面負(fù)載微壓印模具實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定的豎直方向超聲振動(dòng)，實(shí)現(xiàn)超聲輔助微壓印成形過(guò)程。
[0006]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:提供一種超聲輔助微壓印成形裝置，包括超聲電源、超聲換能器、超聲變幅桿、多孔超聲變幅器、下沖頭、微壓印模具和上沖頭，所述的超聲電源與超聲換能器連接，超聲換能器通過(guò)連接螺栓順序串接超聲變幅桿、多孔超聲變幅器；所述的超聲變幅器下端面通過(guò)螺紋連接支撐腿，支撐腿支撐整個(gè)裝置，超聲變幅器上端面通過(guò)連接螺栓連接下沖頭，工件固定在下沖頭上，微壓印模具固定在上沖頭上；所述的超聲電源為超聲換能器提供電能，超聲換能器用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的機(jī)械振動(dòng)波，超聲變幅桿用于將超聲換能器所產(chǎn)生的水平超聲振幅放大；多孔超聲變幅器將超聲變幅桿的水平方向超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的超聲振動(dòng)。
[0007]所述的超聲變幅桿為常規(guī)階梯型超聲變幅桿。
[0008]所述的多孔超聲變幅器由中部的矩形體塊及矩形體塊的上下表面沿其法向漸變凸出的兩個(gè)對(duì)稱矩形多面體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，多孔超聲變幅器的上表面為輻射面，上表面和下底面的四條邊與中部矩形體塊之間各通過(guò)四個(gè)圓弧面過(guò)渡，在上表面和下底面上沿Z方向均勻分布25個(gè)具有相同直徑且上下對(duì)稱的豎直盲孔,所述的豎直盲孔的高度與漸變凸出的矩形多面體高度相同，所述的豎直盲孔在靠近上下表面的一端具有內(nèi)螺紋用于連接固定下沖頭的連接螺栓和支撐腿，在兩個(gè)漸變凸出的矩形多面體結(jié)構(gòu)中部分別沿水平X和Y兩個(gè)方向各布置5個(gè)直徑大小不一的水平通孔；多孔超聲變幅器通過(guò)在本體內(nèi)布置的X、Y、Z三個(gè)方向的孔來(lái)改變超聲變幅器的超聲振動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)輸入水平超聲振動(dòng)與輸出豎直超聲振動(dòng)間的轉(zhuǎn)換。
[0009]所述的連接螺栓均為雙頭螺柱，其中超聲換能器與超聲變幅桿、超聲變幅桿與多孔超聲變幅器之間的兩個(gè)連接螺栓的中心線處于同一水平面上，而多孔超聲變幅器與下沖頭之間的連接螺栓的中心線與前述的兩個(gè)連接螺栓的中心線垂直。
[0010]本發(fā)明還提供一種應(yīng)用上述超聲輔助微壓印裝置的微壓印成形方法，采用所述的多孔超聲變幅器將水平超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直超聲振動(dòng)，多孔超聲變幅器的上表面作為輻射面來(lái)負(fù)載下沖頭和工件實(shí)現(xiàn)高頻諧振；工件和下沖頭固結(jié)在一起通過(guò)連接螺栓與多孔超聲變幅器一起作豎直高頻振動(dòng)，微壓印模具則在上沖頭的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，與下沖頭一起完成對(duì)工件的微壓印成形過(guò)程。
[0011]所述的超聲輔助微壓印成形裝置的微壓印成形方法，至少包括如下步驟:
[0012]步驟1、將工件固定在下沖頭上，下沖頭通過(guò)連接螺栓與多孔超聲變幅器連接，微壓印模具與上沖頭連接在一起；通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定和控制微壓印模具的行程；
[0013]步驟2、將超聲電源和超聲換能器通過(guò)電源線連接起來(lái)，開(kāi)啟超聲電源，超聲換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的機(jī)械振動(dòng)波輸出，超聲變幅桿將超聲換能器輸出的水平超聲振幅放大；多孔超聲變幅器將超聲變幅桿的水平方向超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的超聲振動(dòng)，同時(shí)多孔超聲變幅器的上表面作為輻射面來(lái)負(fù)載下沖頭和工件；輻射面支撐下沖頭和工件實(shí)現(xiàn)豎直方向的高頻諧振；
[0014]步驟3、下沖頭、工件與多孔超聲變幅器一起作豎直高頻振動(dòng)，微壓印模具則在上沖頭的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微壓印模具與工件接觸后，微壓印模具繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置使二者間產(chǎn)生預(yù)定的壓力并使微壓印模具壓入到工件材料中，微壓印模具運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置后需要保持設(shè)定的時(shí)間，完成工件的微壓印成形；
[0015]步驟4、工件微壓印成形后，升起上沖頭和微壓印模具，實(shí)現(xiàn)微壓印模具和工件的分離，完成整個(gè)超聲微壓印成形過(guò)程。
[0016]本發(fā)明所述的多孔超聲變幅器結(jié)構(gòu)經(jīng)阻抗分析儀、激光測(cè)振儀進(jìn)行性能參數(shù)檢測(cè)并修正，多孔超聲變幅器的超聲振動(dòng)特性采用ANSYS仿真軟件進(jìn)行模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)。采用多孔超聲變幅器實(shí)現(xiàn)水平超聲振動(dòng)與豎直超聲振動(dòng)間的轉(zhuǎn)換，并通過(guò)超聲變幅器的上表面承載微壓印模具實(shí)現(xiàn)豎直方向高頻諧振和超聲微壓印成形過(guò)程。
[0017]本發(fā)明的一種超聲輔助微壓印成形裝置及微壓印成形方法具有如下有益效果:
[0018]1、本發(fā)明的裝置是通過(guò)多孔超聲變幅器實(shí)現(xiàn)水平超聲振動(dòng)與豎直超聲振動(dòng)間的轉(zhuǎn)換，通過(guò)超聲振動(dòng)方向的轉(zhuǎn)換來(lái)實(shí)現(xiàn)超聲輔助成形加工過(guò)程，從而可以在較小的空間高度內(nèi)實(shí)現(xiàn)微壓印成形裝置的安裝，這種裝置的設(shè)計(jì)可以降低了設(shè)備制造成本和工藝實(shí)現(xiàn)難度。本發(fā)明的裝置在市場(chǎng)上未見(jiàn)過(guò)，裝置及相應(yīng)的微壓印成形方法在國(guó)內(nèi)外研究文獻(xiàn)中都還未見(jiàn)過(guò)報(bào)道。
[0019]2、本發(fā)明的超聲微壓印工藝有利于實(shí)現(xiàn)并改善材料的微壓印成形過(guò)程和質(zhì)量。
[0020]3、本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種微塑性成形過(guò)程，具有較廣闊的應(yīng)用前景。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0021]圖1為本發(fā)明超聲輔助微壓印成形裝置剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖2為本發(fā)明超聲輔助微壓印成形裝置的俯視示意圖。圖中不含超聲電源。
[0023]上述圖中:1 一超聲電源，2—超聲換能器，3—超聲變幅桿，4 一多孔超聲變幅器，5—下沖頭，6—工件，7—微壓印模具，8—上沖頭，9一連接螺栓，10—支撐腿，11 一中部矩形體塊，12—射面，13一Z向盲孔，14一Y向水平通孔，15一X向水平通孔。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳述:
[0025]實(shí)施例1:本發(fā)明提供的一種超聲輔助微壓印成形裝置，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。包括超聲電源1、超聲換能器2、超聲變幅桿3、多孔超聲變幅器4、下沖頭5、微壓印模具7和上沖頭8，所述的超聲電源I與超聲換能器2連接，超聲換能器2通過(guò)連接螺栓9順序串接超聲變幅桿3、多孔超聲變幅器4，所述的超聲變幅器3下端面通過(guò)螺紋連接支撐腿10，支撐腿10支撐整個(gè)裝置，超聲變幅器3上端面通過(guò)連接螺栓連接下沖頭5，工件6固定在下沖頭5上，微壓印模具7固定在上沖頭8上；所述的超聲電源I為超聲換能器2提供電能，超聲換能器2用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的機(jī)械振動(dòng)波。所述的超聲變幅桿3為常規(guī)階梯型超聲變幅桿，超聲變幅桿用于將超聲換能器2所產(chǎn)生的水平超聲振幅放大；多孔超聲變幅器4將超聲變幅桿3的水平方向超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的超聲振動(dòng)。
[0026]所述的連接螺栓9均為雙頭螺柱，其中超聲換能器2與超聲變幅桿3、超聲變幅桿3與多孔超聲變幅器4之間的兩個(gè)連接螺栓9的中心線處于同一水平面上，而多孔超聲變幅器4與下沖頭5之間的連接螺栓的中心線與前述的兩個(gè)連接螺栓9的中心線垂直。
[0027]參見(jiàn)圖1、2，所述的多孔超聲變幅器4由中部的矩形體塊11及矩形體塊的上下表面沿其法向漸變凸出的兩個(gè)對(duì)稱矩形多面體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，多孔超聲變幅器4的上表面為輻射面12，上表面和下底面的四條邊與中部矩形體塊之間各通過(guò)四個(gè)圓弧面過(guò)渡，在上表面和下底面上沿Z方向均勻分布25個(gè)具有相同直徑且上下對(duì)稱的豎直Z向盲孔13，所述的Z向盲孔13的高度與漸變凸出的矩形多面體高度相同，所述的Z向盲孔13在靠近上下表面的一端具有內(nèi)螺紋用于連接固定下沖頭5的連接螺栓9和支撐腿10，在兩個(gè)漸變凸出的矩形多面體結(jié)構(gòu)中部分別沿水平X和Y兩個(gè)方向各布置5個(gè)直徑大小不一的X向水平通孔15和Y向水平通孔14 ；X向水平通孔15和Y向水平通孔14為直徑大小不一的通孔是根據(jù)仿真優(yōu)化的結(jié)果設(shè)計(jì)的，多孔超聲變幅器通過(guò)在本體內(nèi)布置的X、Y、Z三個(gè)方向的孔來(lái)改變超聲變幅器的超聲振動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)輸入水平超聲振動(dòng)向輸出豎直超聲振動(dòng)的轉(zhuǎn)換。
[0028]本發(fā)明所述的多孔超聲變幅器4的結(jié)構(gòu)經(jīng)阻抗分析儀、激光測(cè)振儀進(jìn)行性能參數(shù)檢測(cè)并修正，多孔超聲變幅器4的超聲振動(dòng)特性是采用ANSYS仿真軟件進(jìn)行模擬優(yōu)化設(shè)計(jì)的。采用多孔超聲變幅器4實(shí)現(xiàn)水平超聲振動(dòng)與豎直超聲振動(dòng)間的轉(zhuǎn)換，并通過(guò)超聲變幅器的上表面承載下沖頭5和工件6實(shí)現(xiàn)豎直方向高頻諧振和超聲微壓印成形過(guò)程。
[0029]實(shí)施例2:本發(fā)明還提供一種應(yīng)用實(shí)施例1的超聲輔助微壓印成形裝置的微壓印方法，采用所述的多孔超聲變幅器4將水平超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直超聲振動(dòng)，多孔超聲變幅器4的上表面作為輻射面12支撐微壓印模具7實(shí)現(xiàn)高頻諧振；工件6和下沖頭5固結(jié)在一起通過(guò)連接螺栓9與多孔超聲變幅器4 一起作豎直高頻振動(dòng)，微壓印模具7則在上沖頭8的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，與下沖頭5 —起完成對(duì)工件的微壓印成形過(guò)程。
[0030]具體的超聲輔助微壓印裝置的微壓印成形方法，至少包括如下步驟:
[0031]步驟1、將工件6固定在下沖頭5上，下沖頭5通過(guò)連接螺栓9與多孔超聲變幅器4連接，將微壓印模具7與上沖頭8固定在一起；通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定和控制微壓印模具的行程。
[0032]步驟2、將超聲電源I和超聲換能器2通過(guò)電源線連接起來(lái)，開(kāi)啟超聲電源1，超聲換能器2將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的機(jī)械振動(dòng)波輸出，超聲變幅桿3將超聲換能器2傳遞的水平超聲振幅放大；同時(shí)多孔超聲變幅器4將超聲變幅桿3的水平方向超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的超聲振動(dòng)，同時(shí)多孔超聲變幅器4的上表面作為輻射面12來(lái)負(fù)載下沖頭5和工件6 ；輻射面12支撐下沖頭5和工件6實(shí)現(xiàn)豎直方向的高頻諧振。
[0033]步驟3、下沖頭5、工件6與多孔超聲變幅器4 一起作豎直高頻振動(dòng)，微壓印模具7則在上沖頭8的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微壓印模具7與工件6接觸后，微壓印模具7繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置使二者間產(chǎn)生預(yù)定的壓力并使微壓印模具壓入到工件材料中，微壓印模具7運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置后需要保持設(shè)定的時(shí)間，從而完成對(duì)工件6的微壓印成形。
[0034]步驟4、工件6壓印成形后，升起上沖頭8和微壓印模具7，完成微壓印模具7和工件6的分離，完成對(duì)工件6的超聲微壓印成形過(guò)程。
[0035]本發(fā)明通過(guò)多孔超聲變幅器實(shí)現(xiàn)水平超聲振動(dòng)與豎直超聲振動(dòng)間的轉(zhuǎn)換，實(shí)現(xiàn)超聲輔助成形加工過(guò)程，應(yīng)用本發(fā)明的裝置有利于實(shí)現(xiàn)并改善材料的微壓印成形過(guò)程和質(zhì)量。本發(fā)明可廣泛應(yīng)用于各種微塑性成形過(guò)程，具有較廣闊的應(yīng)用前景。
【權(quán)利要求】
1.一種超聲輔助微壓印成形裝置，包括超聲電源、超聲換能器、超聲變幅桿、多孔超聲變幅器、下沖頭、微壓印模具和上沖頭，其特征在于:所述的超聲電源與超聲換能器連接，超聲換能器通過(guò)連接螺栓順序串接超聲變幅桿、多孔超聲變幅器；所述的超聲變幅器下端面通過(guò)螺紋連接支撐腿，支撐腿支撐整個(gè)裝置，超聲變幅器上端面通過(guò)連接螺栓連接下沖頭，工件固定在下沖頭上，微壓印模具固定在上沖頭上；所述的超聲電源為超聲換能器提供電能，超聲換能器用于將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的機(jī)械振動(dòng)波，超聲變幅桿用于將超聲換能器所產(chǎn)生的水平超聲振幅放大；多孔超聲變幅器將超聲變幅桿的水平方向超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的超聲振動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助微壓印成形裝置，其特征在于:所述的超聲變幅桿為常規(guī)階梯型超聲變幅桿。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超聲輔助微壓印成形裝置，其特征在于:所述的多孔超聲變幅器由中部的矩形體塊及矩形體塊的上下表面沿其法向漸變凸出的兩個(gè)對(duì)稱矩形多面體結(jié)構(gòu)構(gòu)成，多孔超聲變幅器的上表面為輻射面，上表面和下底面的四條邊與中部矩形體塊之間各通過(guò)四個(gè)圓弧面過(guò)渡，在上表面和下底面上沿Z方向均勻分布25個(gè)具有相同直徑且上下對(duì)稱的豎直盲孔，所述的豎直盲孔的高度與漸變凸出的矩形多面體高度相同，所述的豎直盲孔在靠近上下表面的一端具有內(nèi)螺紋用于連接固定下沖頭的連接螺栓和支撐腿，在兩個(gè)漸變凸出的矩形多面體結(jié)構(gòu)中部分別沿水平X和Y兩個(gè)方向各布置5個(gè)直徑大小不一的水平通孔；多孔超聲變幅器通過(guò)在本體內(nèi)布置的X、Y、Z三個(gè)方向的孔來(lái)改變超聲變幅器的超聲振動(dòng)特性，實(shí)現(xiàn)輸入水平超聲振動(dòng)與輸出豎直超聲振動(dòng)間的轉(zhuǎn)換。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種超聲輔助微壓印成形裝置，其特征在于:所述的連接螺栓均為雙頭螺柱，其中超聲換能器與超聲變幅桿、超聲變幅桿與多孔超聲變幅器之間的兩個(gè)連接螺栓的中心線處于同一水平面上，而多孔超聲變幅器與下沖頭之間的連接螺栓的中心線與前述的兩個(gè)連 接螺栓的中心線垂直。
5.一種應(yīng)用權(quán)利要求1所述的超聲輔助微壓印成形裝置的微壓印成形方法，其特征在于:采用所述的多孔超聲變幅器將水平超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直超聲振動(dòng)，多孔超聲變幅器的上表面作為輻射面來(lái)負(fù)載下沖頭和工件實(shí)現(xiàn)高頻諧振；工件和下沖頭固結(jié)在一起通過(guò)連接螺栓與多孔超聲變幅器一起作豎直高頻振動(dòng)，微壓印模具則在上沖頭的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置，與下沖頭一起完成對(duì)工件的微壓印成形過(guò)程。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的超聲輔助微壓印成形裝置的微壓印成形方法，其特征在于至少包括如下步驟: 步驟1、將工件固定在下沖頭上，下沖頭通過(guò)連接螺栓與多孔超聲變幅器連接，微壓印模具與上沖頭連接在一起；通過(guò)計(jì)算機(jī)設(shè)定和控制微壓印模具的行程； 步驟2、將超聲電源和超聲換能器通過(guò)電源線連接起來(lái)，開(kāi)啟超聲電源，超聲換能器將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l的機(jī)械振動(dòng)波輸出，超聲變幅桿將超聲換能器輸出的水平超聲振幅放大；多孔超聲變幅器將超聲變幅桿的水平方向超聲振動(dòng)轉(zhuǎn)換為豎直方向的超聲振動(dòng)，同時(shí)多孔超聲變幅器的上表面作為輻射面來(lái)負(fù)載下沖頭和工件；輻射面支撐下沖頭和工件實(shí)現(xiàn)豎直方向的高頻諧振； 步驟3、下沖頭、工件與多孔超聲變幅器一起作豎直高頻振動(dòng)，微壓印模具則在上沖頭的驅(qū)動(dòng)下向下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)微壓印模具與工件接觸后，微壓印模具繼續(xù)運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置使二者間產(chǎn)生預(yù)定的壓力并使微壓印模具壓入到工件材料中，微壓印模具運(yùn)動(dòng)到預(yù)定位置后需要保持設(shè)定的時(shí)間，完成工件的微壓印成形； 步驟4、工件微壓印成形后，升起上沖頭和微壓印模具，實(shí)現(xiàn)微壓印模具和工件的分離，完成整個(gè)超聲微 壓印成形過(guò)程。
【文檔編號(hào)】B06B1/02GK103935030SQ201410157282
【公開(kāi)日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2014年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月18日
【發(fā)明者】韓光超, 王新云, 孫瑩, 孫明, 劉初見(jiàn) 申請(qǐng)人:中國(guó)地質(zhì)大學(xué)（武漢）