[发明专利]金属箔材气压微拉深成形设备及成形方法

权利要求书

1.一种金属箔材气压微拉深成形设备，其特征在于，其包括成形系统、压力系统和测控系统：

所述成形系统包括顺次连接的伺服电机(1)、减速机(2)、联轴器(3)、丝杠螺母组件(4)和微成形模具(27)，微成形模具(27)为气压微拉深设备，所述气压微拉深设备包括凸模(13)和凹模(14)，所述凸模(13)内部装有压力传感器和成形芯轴，所述凹模(14)内部有型腔、气体通道(16)和加热棒孔；

所述成形系统还包括加热设备，所述加热设备用于控制成形过程气体的温度并对模具进行局部加热；

所述压力系统包括顺次连接的高压气瓶、开关阀、安全阀、减压阀、高压软管、不锈钢管和压力表；

所述测控系统包括测量单元和控制单元，所述测量单元包括顺次连接的压力传感器、数据采集仪和信号放大器，所述控制单元包括控制器、控制软件和控制开关，所述控制开关与控制器连接，所述控制器与所述成形系统的伺服电机(1)连接；

所述压力系统的压力表与所述气体通道(16)相连，使所述压力系统与所述气压微拉深设备的凹模气体连通；所述测控系统用于凸模运动控制、凸模行程测量及调节、成形压力测量及脱模气体控制。

2.根据权利要求1所述的金属箔材气压微拉深成形设备，其特征在于：

所述成形系统还包括：上支撑板(7)、机架底板(9)、活动平板(8)、导柱组件、第一金属平台(10)和第二金属平台(11)；

所述伺服电机(1)连接所述减速机(2)，所述减速机(2)安装在第一金属平台(10)上，所述第一金属平台(10)安装在所述上支撑板(7)上，所述联轴器(3)与所述减速机(2)连接，安装在所述上支撑板(7)与所述第一金属平台(10)之间；

所述丝杠螺母组件(4)的丝杠(5)与所述联轴器(3)连接，所述丝杠螺母组件(4)的螺帽(6)安装在第二金属平台(11)上，所述第二金属平台(11)安装在所述活动平板(8)上，所述螺帽(6)带动所述活动平板(8)沿丝杠(5)上下运动；

所述导柱组件包括四根导柱(12)，所述导柱(12)下端与所述机架底板(9)连接，所述活动平板(8)沿所述导柱(12)上下滑动；

所述微成形模具(27)的凸模(13)安装在所述活动平板(8)上，沿所述丝杠(5)上下运动，所述微成形模具(27)的凹模(14)安装在所述机架底板(9)上，置于所述凸模(13)的正下方，所述凸模(13)与凹模(14)之间放置所述金属箔材。

3.根据权利要求2所述的金属箔材气压微拉深成形设备，其特征在于：

所述成形系统还包括：机架(19)、上限位器(17)和下限位器(18)；

所述上限位器(17)和下限位器(18)安装在所述机架(19)侧壁上，分别位于所述活动平板(8)所能活动的上、下两个极限位置。

4.根据权利要求3所述的金属箔材气压微拉深成形设备，其特征在于：

在所述机架(19)的侧壁、所述上支撑板(7)和所述活动平板(8)开孔；

所述机架(19)的底部设置四个由相同的梯形块作边角的支撑腿(25)，所述梯形块上开有四个尺寸相同的地脚螺栓孔。

5.根据权利要求4所述的金属箔材气压微拉深成形设备，其特征在于：

所述信号放大器的数据可以通过USB接口导出。

6.根据权利要求5所述的金属箔材气压微拉深成形设备，其特征在于：

所述伺服电机(1)为永磁交流伺服电机，额定功率200W，额定转速3000r/min；

所述联轴器(3)为十字滑块联轴器；

所述丝杠螺母组件(4)为滚珠丝杠；

所述加热设备包括加热开关和加热棒，所述加热开关为红外温控感应器；

所述高压气瓶采用高压空气压缩机对高压存储气瓶充气，预存储气压为40MPa；

所述控制器为PLC控制器；

所述数据采集仪为单通道动态电阻应变仪；

所述信号放大器为无纸记录仪。

7.一种如上述权利要求1-6任一项所述的金属箔材气压微拉深成形设备对金属箔材成形的成形方法，其特征在于，分为以下步骤：

S1、接通电源，控制伺服电机(1)反转回到原点位置，至微成形模具(27)的凸模(13)与凹模(14)分离出一定空间，将试模材料放置在所述凹模(14)上的载物台(15)；

S2、控制所述伺服电机(1)正转下压所述微成形模具(27)至凸模(13)与凹模(14)刚好接触；

S3、控制所述伺服电机(1)正转加载一个行程步长，使凸模(13)下压，试模材料进行微拉深成形；

S4、控制压力系统，释放一定压力的气体用于退料；

S5、控制伺服电机(1)反转回到原点位置，观察所述试模材料的成形情况，若所述试模材料尚未成形，则继续增加成形行程的步长，直到所述试模材料完全成形。