[发明专利]一种微小型工件凸模深冷冲剪成形装置及其成形方法

权利要求书

1.一种微小型工件凸模深冷冲剪成形装置，其特征在于：凸模在其侧壁局部开有通孔，受液压缸P1驱动的凸模在压边圈中运动，凹模置于凹模支座内并固定，受液压缸P2驱动的顶杆在凹模中运动，压边圈中开有可容纳低温溶液的储槽，储槽顶部装有浮动式活塞，压边圈的内侧壁上开有可以让低温溶液流动的侧壁孔，所述的压边圈可以在力的作用下将板材压紧在凹模边上，所述的压边圈的周围包覆有绝热材料一，压边圈与板材接触的边界上压有绝热材料二。

2.根据权利要求1所述的微小型工件凸模深冷冲剪成形装置，其特征在于，所述的凸模侧壁通孔与压边圈的侧壁孔在工作时相通。

3.根据权利要求1所述的微小型工件凸模深冷冲剪成形装置，其特征在于，所述低温溶液通过封闭压边圈内侧壁孔流入到凸模的通孔中储存，用于降低凸模底表面温度。

4.根据权利要求1所述的微小型工件凸模深冷冲剪成形装置，其特征在于，所述的顶杆的顶面与凸模的顶面形状形同，顶杆和凸模夹持板材向下运动。

5.根据权利要求1所述的微小型工件凸模深冷冲剪成形装置，其特征在于，压边圈上的浮动式活塞能上下运动。

6.一种使用如权利要求1所述的微小型工件凸模深冷冲剪成形装置的成形方法，其特征在于，包括下列步骤：

(1)装夹板材

将待加工板材的表面进行清理，去除油污和保持清洁，去除边界的毛刺，并且对板材进行校直处理后，放置在凹模和压边圈之间；

(2)冷却

驱动凸模向下运动，同时驱动顶杆向上运动，当凸模的通孔与压边圈的内测孔相通时，低温液体进入凸模通孔中，同时降低了凸模底部的温度，当凸模继续向下运动时，凸模封闭了压边圈的内侧孔，一部分低温液体滞留在凸模通孔中，继续降低凸模底面温度，当凸模和顶杆同时接触板材时，停止运动，同时保持一定时间t秒；

(3)冲剪

增大凸模的向下压力，同时使顶杆保持一定向上的压力，这样可以保证板材始终处于夹紧状态，当凸模向下的推力P₁大于向上的推力P₂时，且满足方程P₁≥P₂+sdτ时，板材边缘开始被剪切，s代表凸模与板材完全接触后的面积，d代表板材厚度，τ代表板材的剪切强度；

(4)退模

凸模向上运动，脱离板材，顶杆运送剪切板材脱离凹模；

(5)形貌检测

移动板材对其剪切断面形貌进行检测。

7.根据权利要求6所述的成形方法，其特征在于，板材的厚度d介于0.1mm-2mm之间，板材的冲剪区面积不大于314mm²。

8.根据权利要求6所述的成形方法，其特征在于，板材包括铝、镁、铜及其在常温下伸长率大于5％的金属材料。

9.根据权利要求6所述的成形方法，其特征在于，所述凸模和顶杆接触板材后的保持时间秒。