[发明专利]高频振动辅助箔板微拉深成形装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及箔板微拉深成形装置及方法，具体涉及高频振动辅助箔板微拉深成形装置及方法。

背景技术

微电子技术和微系统技术的迅速发展，对箔板微小构件的需求日益增大，其中比较具有代表性的就是微型圆筒件，该类零件作为封装件、容器等有着较广的应用。然而，受摩擦尺寸效应的影响，拉深成形过程中箔板所受摩擦力随构件尺寸减小增加显著，箔板因局部明显减薄而破裂，拉深成形的圆筒件极限拉深比(箔板直径与圆筒件直径之比)较小，限制了其应用范围。近年来，强度较低的金属如纯铝、纯铜箔板圆筒件需求量增加，而较低的材料强度也很难拉深成形出直径较小(如直径1.0mm)的圆筒件。

发明内容

本发明为解决较低材料强度的箔板很难拉深成形出直径较小的圆筒件的问题，进而提出高频振动辅助箔板微拉深成形装置及方法。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明包括上模座、下模座、磁制伸缩微驱动器、凸模、背压顶杆、背压弹簧、导柱、拉深冲头、蝶形弹簧、上模组件和下模组件，上模座、上模组件、下模组件、下模座由上至下依次设置，上模组件的上端与上模座的下表面连接，下模组件的下端与下模座的上表面连接，磁制伸缩微驱动器、凸模由上至下依次设置在上模组件内，磁制伸缩微驱动器与高频电源连接，磁制伸缩微驱动器的动力输出端与凸模的上端连接，背压弹簧和背压顶杆由上至下依次设置在凸模的空腔内，拉深冲头插装在下模组件的上表面上，且拉深冲头上端的端部可穿过凸模下端端面的通孔与凸模空腔内的背压顶杆的下端端面接触，导柱的上端插装在上模组件内，导柱的下端插装在下模组件内，蝶形弹簧套装在凸模上端的外侧壁上。

本发明所述高频振动辅助箔板微拉深成形方法的具体步骤如下：

步骤一、将上模座和下模座分别固定在冲压成形机的上工作台和下工作台上，将箔板安放在凹模固定板的上表面上；

步骤二、将磁制伸缩微驱动器与高频电源连接，设定振动频率为20KHz，开始振动；

步骤三、上模组件在冲压成形机的带动下从死点向下运动，当运动到指定位移量时，落料压边圈与箔板接触；

步骤四、上模组件继续下移时，凸模与箔板接触，并与落料凹模一起给箔板一定剪切力，箔板在剪切力的作用下发生弹性变形、塑性变形、产生裂纹、撕裂，制备出微拉深所需的坯料；

步骤五、上模组件继续向下移动，在拉深压边圈与凸模作用下，箔板坯料被压紧，实现微拉深压边，箔板坯料被拉深冲头拉入凸模内，进行圆筒件的拉深；

步骤六、当微拉深成形后，上模组件在冲压成形机带动下向上运动，直至回到死点，至此，箔板落料、拉深成形过程结束。

本发明的有益效果是：本发明中高频振动可以降低摩擦力、抑制裂纹萌生和扩展，从受力分析角度分析，微拉深成形中应用降低法兰处的摩擦力，而保持冲头圆角处的摩擦力不变。本发明中，将高频振动施加在微拉深成形中的法兰部分，使得微拉深成形中的法兰处摩擦力明显降低，并能够改善由尺寸效应带来的影响，而冲头圆角处不受高频振动的影响，摩擦基本不变，从而提高箔板材料的极限拉深比；高频振动的作用，能够抑制裂纹的萌生与扩展，因而降低了箔板因拉深变形而产生破裂的风险。结果，在高频振动的辅助下，改善了微拉深成形中法兰部分的摩擦力，抑制了裂纹的萌生，能够显著提高箔板微拉深成形性能。

另外，箔板微拉深所用的箔板坯料非常小，如拉深直径1.0mm圆筒时，用的坯料直径为2.0mm。如此小的坯料制备与拉深中的定位均非常困难。为此，本发明提出了落料-拉深成形方法，在高频振动辅助下落料成形出微小坯料，然后在原位进行微拉深成形，解决了坯料制备与定位等难题。

附图说明

图1是本发明的整体结构示意图。

具体实施方式