[发明专利]柔性冲头超声微拉深分步成形方法及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种成形方法及其装置，特别是涉及一种微型钣金零件拉深成形方法及其装置。

背景技术

拉深是利用拉深模具将平板毛坯压制成各种开口的空心工件，或将已制成的开口空心件加工成其他形状空心件的一种冲压加工方法。其形变过程是：随着凸模的不断下行，留在凹模端面上的毛坯外径不断缩小，毛坯逐渐被拉进凸模与凹模间的间隙中形成直壁，而处于凸模下面的材料则成为拉深件的底，平面毛坯就变成具有一定的直径和高度的杯形件。为防止拉深成形过程中凹模型腔边缘和周围的板料产生起皱现象，一般需要设置压边圈，且需要控制凸模与凹模之间的间隙均匀性。对于普通钣金零件的拉深成形，凸模与凹模的定位相对比较容易做到，而对于微型钣金零件（厚度尺寸≤0.3mm，其它尺寸≤3mm）的拉深成形，由于钣金零件尺寸小、厚度薄，凸模与凹模间隙以及凸模截面都相当细微，加工困难，承受载荷能力低，造成模具寿命短、甚至撞损模具。

对于微型钣金零件的拉深成形，由于晶粒尺寸与取向和摩擦带来的尺寸效应，也是严重影响其成形十分困难的因素；此外，现有超声焊接工艺主要用于各种板料或块体之间的焊接，尚未见有用于将高分子粉末材料熔化后使之作为软性凸模完成微型钣金零件的拉深成形工艺。

 

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种柔性冲头超声微拉深分步成形方法，其特征在于,包括有凹模和超声焊机，该超声焊机包括超声焊机机身和超声焊机焊头，该凹模包括凹模身，该凹模身上端面设有坯料定位框和模腔，该柔性冲头超声微拉深分步成形方法包括以下步骤:

①确定模腔的深度；

②将金属箔坯料定位于凹模的坯料定位框内；

③将高分子材料粉末铺设于金属箔坯料之上；

④使用超声焊机加热加压，超声焊机的熔接时间为0.1秒~20.0秒，压力为0.05 MPa ~1.00MPa，保压时间为0.1秒~20.0秒；然后抬起超声焊机焊头；

⑤加大凹模模腔的深度，然后执行上述第④步骤；

⑥多次调节凹模模腔，使凹模模腔的深度逐次加大，直至金属箔坯料完全被拉深成形；

⑦关停超声焊机，抬起超声焊机焊头，然后分离开模；

⑧去除高分子材料粉末及凝固物，从模腔中取出拉深成形零件。

该模腔为深度可调模腔，该深度可调模腔底部设有升降调节装置，并通过该升降调节装置驱动调节该升降头的升降，该柔性冲头超声微拉深分步成形方法包括以下步骤: 

①确定深度可调模腔的深度；

②将金属箔坯料定位于凹模的坯料定位框内；

③将高分子材料粉末铺设于金属箔坯料之上；

④使用超声焊机加热加压，超声焊机的熔接时间为0.1秒~20.0秒，压力为0.05 MPa ~1.00MPa，保压时间为0.1秒~20.0秒；然后抬起超声焊机焊头；

⑤调节升降头，使深度可调模腔的深度加大，添加少量高分子材料粉末，然后执行上述第④步骤；

⑥多次调节凹模中的升降头，使深度可调模腔的深度逐次加大，直至金属箔坯料完全被拉深成形；

⑦关停超声焊机，抬起超声焊机焊头，然后分离开模；

⑧去除高分子材料粉末及凝固物，从深度可调凹模腔中取出拉深成形制件。

该高分子材料粉末，是聚氯乙烯PVC粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS粉末、聚丙烯PP粉末、聚乙烯PE粉末、聚甲醛POM粉末、聚苯乙烯粉末PS和乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA粉末中的一种。

该金属箔坯料是铜箔、铝箔和钢箔中的一种。

一种实现权利要求1柔性冲头超声微拉深分步成形方法的装置，包括有凹模和超声焊机，该超声焊机包括超声焊机机身和超声焊机焊头，该凹模包括凹模身，该凹模身上端面设有坯料定位框和深度可调模腔，其特征在于，该深度可调模腔底部设有升降调节装置，并通过该升降调节装置驱动调节该升降头的升降。

该凹模身内设有一空腔，该空腔上端与该深度可调模腔相通，该空腔下端直通该凹模身下端面。

该升降调节装置包括依次连接的升降头、限转方块、升限螺杆和电机输出轴，该升降头固定于该限转方块一端。

该限转方块设于该空腔内，该限转方块可在空腔内上下移动从而限制该升降头转动。

该升限螺杆和电机输出轴外设有联轴套，该联轴套上设有可使电机输出轴与该联轴套锁紧的锁紧螺钉。

该联轴套上端设有限位槽，固定件一端插入联轴套上端限位槽内，联轴套可相对于固定件转动，固定件另一端通过连接螺钉固定于凹模模身下端面。