【摘 要】
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随着产品的日益微型化,传统的机加工方法如刚性冲压等已经很难满足微型零件的加工制造要求,目前针对金属薄板的微冲压成形工艺主要有激光、电磁和粘性介质压力成形等,它们均是利用柔性冲头来代替刚性冲头从而解决了模具对中和冲头难以加工等问题。金属薄板柔性冲头超声微冲压(简称Micro-USF)是一种新型的微成形技术,它是通过将EVA塑料粉末添加到超声头与金属材料之间,然后对其施加高频超声振动,使其产生剧烈碰撞
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随着产品的日益微型化,传统的机加工方法如刚性冲压等已经很难满足微型零件的加工制造要求,目前针对金属薄板的微冲压成形工艺主要有激光、电磁和粘性介质压力成形等,它们均是利用柔性冲头来代替刚性冲头从而解决了模具对中和冲头难以加工等问题。金属薄板柔性冲头超声微冲压(简称Micro-USF)是一种新型的微成形技术,它是通过将EVA塑料粉末添加到超声头与金属材料之间,然后对其施加高频超声振动,使其产生剧烈碰撞、摩擦和升温形成柔性冲头,并在超声头的传力作用下推动金属薄板进入模具形成微冲压制件。该工艺将超声振动和粘性介质压力成形巧妙地结合在一起,使其在对金属薄板微拉深、微胀形和微冲裁时,能够降低材料的流动应力、推迟紧缩、降低摩擦,提高成形极限等。本文将该工艺方法运用到金属薄板的微拉深成形中,研究的主要内容有:(1)前期主要是对改进后的超声焊机的结构特点和工作原理进行熟悉了解。其次掌握超声时间、保压时间、超声头主压力、超声头初始位置和超声振幅等工艺参数对Ф1.0mm杯拉深变形的影响规律,从而初步确定一组最优工艺参数。(2)微拉深实验探究工艺参数对拉深变形的影响。本文使用厚度50μm经过450℃退火后的T2紫铜薄板作为成形材料,探究了超声头压力、振幅和超声头初始位置对中心偏t的影响规律。研究结果表明:当压力为0.1MPa时,拉深件为碗状。当压力大于0.2MPa时,中心偏t随着压力的增大而增大。振幅对中心偏的影响呈现先减小后增大,振幅在6挡130V时成形质量最好。超声头初始位置对中心偏的影响呈现先较小后增大,当H为0.25mm时成形质量最好。(3)对不同板厚的T2紫铜进行退火处理,观察金相和测量晶粒尺寸。以厚度50μm并经过300℃、375℃、450℃、525℃、600℃和675℃退火后的T2紫铜薄板作为微拉深材料,研究板厚/晶粒尺寸对拉深件形貌以及厚度分布的影响。实验结果表明:当板厚/晶粒尺寸为7.68时,拉深件形貌为碗状,随着板厚/晶粒尺寸逐渐减小到3.05时,成功地拉出了Ф1.0mm杯形制件,当板厚/晶粒尺寸继续减小时,拉深件越容易拉偏。对拉深件进行剖切和厚度测量,测量结果表明,杯子底部是减薄最严重的地方,随着板厚/晶粒尺寸的减小,其减薄量越来越大。
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