本發(fā)明專利技術涉及一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的方法及裝置，其適用于板材的微成形技術領域，所述的方法是，先利用計算機控制抽氣裝置將微型模具的上腔及凹坑抽成真空狀態(tài)，然后通過控制器控制線圈放電，放電所產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動金屬板帶動其上方的彈性介質(zhì)一起向上運動，工件在彈性介質(zhì)與微型模具間受到擠壓，產(chǎn)生塑性變形，配合微型模具，可復制出微型模具的形貌，最后，彈性介質(zhì)回彈，在工件成形之后帶動金屬板返回到初始位置，更換工件，可實現(xiàn)重復批量生產(chǎn)。并公開了該裝置。本發(fā)明專利技術的成形效率高、成形質(zhì)量好，可以實現(xiàn)微器件的低成本批量化生產(chǎn)。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
【專利摘要】本專利技術涉及一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的方法及裝置，其適用于板材的微成形
，所述的方法是，先利用計算機控制抽氣裝置將微型模具的上腔及凹坑抽成真空狀態(tài)，然后通過控制器控制線圈放電，放電所產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動金屬板帶動其上方的彈性介質(zhì)一起向上運動，工件在彈性介質(zhì)與微型模具間受到擠壓，產(chǎn)生塑性變形，配合微型模具，可復制出微型模具的形貌，最后，彈性介質(zhì)回彈，在工件成形之后帶動金屬板返回到初始位置，更換工件，可實現(xiàn)重復批量生產(chǎn)。并公開了該裝置。本專利技術的成形效率高、成形質(zhì)量好，可以實現(xiàn)微器件的低成本批量化生產(chǎn)。【專利說明】—種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的方法及裝置
本專利技術涉及微成形
，具體地說涉及一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的方法及裝置。
技術介紹
隨著工業(yè)技術的快速發(fā)展，越來越多具有輕、薄、短、小、多功能特點的微器件產(chǎn)品被廣泛應用于航空航天、精密儀器、生物和醫(yī)療器械、電信電子以及國防等多個領域，與之相關的金屬微器件產(chǎn)品的加工工藝也顯得越來越重要，從而促進了金屬微成形技術的快速發(fā)展，這里所謂的微成形是指通過材料的塑性變形來獲得的零件尺寸至少在兩維方向上達到毫米量級以下的技術。現(xiàn)有成形微構件的微機械加工技術，是利用在集成電路工業(yè)中發(fā)展起來的材料和加工技術在娃和其他相關材料表面上加工微小結構的技術，主要依賴于LIGA、光刻、娃微加工和化學蝕刻等MEMS技術，無法滿足三維復雜形狀微器件的加工，也限制了加工材料的多樣性。另外，由于微器件成形工藝復雜，周期長，設備投資大，而且成形的可重復性差，不適合微型器件的批量生產(chǎn)。因此，國內(nèi)外眾多學者在現(xiàn)有的微成形工藝的基礎上開始積極探索新的微成形工藝，因為電磁成形速度快、生產(chǎn)率高、成形后零件精度高等特點，人們已經(jīng)開始將電磁成形技術用于塑性成形。如專利CN101406913A提出一種金屬板材的電磁成形裝置，雖然磁場分布較均勻，金屬板材產(chǎn)生均勻的成形力量，成形質(zhì)量比較好，但其只適合導電性良好的金屬板材的成形；專利CN102259132A提出一種電磁力驅(qū)動模壓板材成形方法及設備，利用電磁力驅(qū)動鋼模實現(xiàn)板材高速率劇變形，在不改變板材外形尺寸的情況下獲得超細晶板材，其成形過程比較復雜，要經(jīng)過多次壓彎，且板材只能是金屬材料，而且其涉及的是塊體板狀成形，并沒有涉及到板材的微成形；專利CN101590501A公開了鎂合金板材溫熱電磁成形方法，其方法是通過儲能電容對電磁成形線圈瞬間放電產(chǎn)生強脈沖磁場，使加熱的坯料在沖擊電磁力作用下高速成形，雖然成形效率高，但其在電磁力作用下直接成形，不能保證電磁力的均勻性,繼而沒法確定成形工件的成形質(zhì)量；專利CN102248693A提出一種電磁驅(qū)動成形方法及裝置，用脈沖電磁力驅(qū)動沖頭加速，沖頭撞擊工件，完成工件與凹模的貼模.這種成形裝置金屬箔板成形效率高，但是其沖頭是剛性的，剛性沖頭會刮傷工件，影響工件的成形質(zhì)量。由以上可以看出，人們已經(jīng)開始將電磁成形應用于塑性成形，但還存在效率低、成形件質(zhì)量差、且只適用于導電性良好的材料等問題。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有技術中存在的上述問題，本專利技術提供一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的方法及裝置，能夠精確復制微模具上的微細特征到工件上，其適用于板材的快速成形，可以實現(xiàn)微器件的低成本批量化生產(chǎn)。為了解決上述問題，本專利技術所采用的技術方案如下: 一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的方法，包括以下步驟: 步驟1:計算機通過控制抽氣裝置將微型模具的上腔及微型模具的凹坑抽成真空狀態(tài)； 步驟2:計算機通過調(diào)節(jié)控制器對電磁線圈放電，放電后產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動金屬板，帶動金屬板上方的彈性介質(zhì)一起向上運動； 步驟3:工件在彈性介質(zhì)與微型模具之間受到擠壓，使得工件產(chǎn)生塑性變形，配合微型模具，能夠復制出微型模具的形貌，實現(xiàn)工件的快速精密成形； 步驟4:在工件成形之后，彈性介質(zhì)回彈，帶動金屬板恢復到初始位置，更換工件，可多次重復加工工件使其成形。步驟3和4中所述的工件是板材。一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的裝置，該裝置包括外壁、金屬板、彈性介質(zhì)、環(huán)形卡套、密封墊片、微型模具、支架、抽氣裝置、計算機、控制器、底座和電磁線圈； 所述的控制器的一端連接計算機，另一端與電磁線圈相連，控制器通過計算機發(fā)出的指令控制電磁線圈；所述的底座設于外壁的底部，底座的上面設有電磁線圈，電磁線圈上面設有金屬板，金屬板上面設有彈性介質(zhì)； 所述的支架設于外壁的上部，所述的微型模具設于支架的底部，工件設于微型模具的下面，工件下面設有環(huán)形卡套，工件與環(huán)形卡套之間設有密封墊片；工件通過環(huán)形卡套及密封墊片固定并貼合在微型模具的下表面以保證密封。所述的微型模具上設有至少兩個均勻分布的凹坑，工件一次性可以成形多個凹坑，實現(xiàn)大面積微成形。所述的抽氣裝置的一端與與微型模具相連，抽氣裝置另一端同時與計算機連接，由計算機控制抽氣裝置。所述的抽氣裝置和控制器均是通過數(shù)據(jù)線與計算機相連。所謂彈性介質(zhì)，若某物體在外力作用下產(chǎn)生形變；當外力去掉之后，物體能迅速恢復到受力前的形態(tài)和大小，物體的這種性質(zhì)稱為彈性。具有這種性質(zhì)的物質(zhì)，稱之為彈性介質(zhì)。所述的彈性介質(zhì)可以是天然橡膠或者合成橡膠。所述的彈性介質(zhì)分為上下兩層，彈性介質(zhì)的下層的兩端分別與外壁相連，彈性介質(zhì)的上層與下層粘結成一體，彈性介質(zhì)的上層和下層是同種材料，彈性介質(zhì)分兩層是因為彈性介質(zhì)如果分層太多不利于成形，沖擊力小；不分層的話，工件質(zhì)量不好。彈性介質(zhì)的下層主要拉伸和回彈的作用，上層主要是可以作為工件成形中的柔性沖頭，在沖擊過程中彈性介質(zhì)與工件互相貼合在一起，使得工件受力均勻，成形能力增強，由于彈性介質(zhì)的硬度比工件硬度低的多，所以工件不會產(chǎn)生擦傷，提高了工件質(zhì)量。所述的金屬板是導電性良好的材料；所述的工件是板材；用金屬板和彈性介質(zhì)可以確保工件受力均勻，成形質(zhì)量好，由于對工件的導電性能不做要求，所述的板材可以為金屬箔板或者復合材料板。有益效果:本專利技術利用的電磁力成形是高能效成形的一種，其有很多其他裝置很難替代的優(yōu)點:速度快，生產(chǎn)率高；電磁成形工藝無摩擦，無潤滑劑，節(jié)省工序，無污染；電磁成形機沒有運動部分，維護簡單，不會出現(xiàn)機械壓力機超載等問題；工裝及模具簡單，費用低；可以實現(xiàn)金屬與非金屬零件的聯(lián)接與裝配；本專利技術的成形效率高、成形質(zhì)量好，且適用于板材的快速成形，可以實現(xiàn)微器件的低成本批量化生產(chǎn)。【專利附圖】【附圖說明】圖1為本專利技術的一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的裝置的結構示意圖 圖中:1:外壁；2:金屬板；3:彈性介質(zhì)；4:環(huán)形卡套；5 封塾片；6:工件；7:微型模具；8:支架；9:抽氣裝置；10:計算機；11:控制器；12:底座；13:電磁線圈。【具體實施方式】下面結合附圖對本專利技術作進一步詳細的說明。實施例一種基于電磁力驅(qū)動使板材間接微成形的方法，包括以下步驟: 步驟1:計算機10通過控制抽氣裝置9將微型模具7的上腔及微型模具7的凹坑抽成真空狀態(tài)； 步驟2:計算機10通過調(diào)節(jié)控制器11對電磁線圈13放電，放電后產(chǎn)生的電磁力驅(qū)動金屬板2，帶動金屬板2上方的彈性介質(zhì)3 —起向上運動； 步驟3:工件6在彈性介質(zhì)3與微型模具7之間受到擠壓，使得工件6產(chǎn)生塑性變形，配合微型模具7本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：王霄，張迪，沈宗寶，顧春興，顧宇軒，馬友娟，邱唐標，劉會霞，
申請(專利權)人：江蘇大學，
類型：發(fā)明
國別省市：
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