软冲头金属微制件成形力测量装置及测量方法制造方法及图纸

本发明专利技术属于微成形技术领域，尤其涉及一种以柔性介质作冲头的软冲头金属微制件成形力测量装置及测量方法。软冲头金属微制件成形力测量装置包括测力部件、成形模具、压板以及施力机构。测力部件设置于工作台，成形模具的下表面抵接测力部件，施力机构的下端施加向下压力推压位于料仓内的柔性介质，柔性介质压迫金属坯料进入模腔或利用模腔周边刃口切断坯料而成形，同时成形模具将金属坯料受到的成形力传递至测力部件，测力部件将成形力实时数据传输至计算机。本发明专利技术能够使金属坯料微成形过程中所受成形力被准确量度。中所受成形力被准确量度。中所受成形力被准确量度。

【技术实现步骤摘要】
软冲头金属微制件成形力测量装置及测量方法


[0001]本专利技术涉及微成形
，尤其涉及软冲头金属微制件成形力测量装置及测量方法。

技术介绍

[0002]微制件制造是当今制造业发展的一个重要方向，也是实现产品小型化、微型化的基础。微成形是微制件制造的一个重要分支。微成形是指用压力迫使金属坯料(包括板料和块体材料)产生变形或切断，以制备特征尺寸在2个维度上小于1mm微制件或微结构的金属加工工艺。
[0003]金属坯料的微成形目前有很多方法，包括：传统的机械冲压成形、激光冲击成形、电磁冲击成形、粘性介质成形、液压成形、高压气体成形以及高压水射流成形等等。
[0004]在微拉深、微冲裁等压力成形加工工艺中，坯料所受成形力的大小以及成形过程中成形力的变化，是影响微制件质量的重要因素。在粘性介质作柔性冲头的微成形方法中，尤其是在利用超声振动熔融塑料粉末在短暂时间内形成粘性介质的微成形方法中，超声头提供的压力并不能完全传递到坯料上，同时，超声振动还产生一个附加的压力，因而不能像传统机械冲压方法那样在冲头上安装测力部件而通过直接测量冲头压力来获得成形力。再由于微成形中模具和制件的尺寸极小，大尺寸制件粘性介质成形中使用的测量粘性介质压力的方法也无法应用于微成形中，尤其是无法应用于施加超声的粘性介质微成形中。而成形力的准确测量及其变化规律的研究，是金属坯料微成形研究的重要内容，也是改进工艺提高制件质量的基础。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例的目的在于提供一种软冲头金属微制件成形力测量装置，旨在解决如何对金属坯料所受成形力进行准确测量的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：提供一种软冲头金属微制件成形力测量装置，用于将金属坯料成形金属微制件及测量所述金属坯料在成形过程中的成形力，所述软冲头金属微制件成形力测量装置包括：平铺设置的测力部件、成形模具、压板以及施力机构；所述成形模具的下端抵接所述测力部件，所述成形模具的上端开设有呈开口腔结构的模腔，所述金属坯料放置在所述成形模具之上并遮盖所述模腔的腔口；所述压板连接所述测力部件并朝所述测力部件压紧所述金属坯料，且所述压板对应所述模腔的位置开设有料仓，所述料仓贯通至所述金属坯料且容置有柔性介质，所述施力机构的下端向所述柔性介质施加向下的压力并推压所述柔性介质，以使所述柔性介质压迫所述金属坯料进入所述模腔而成形。
[0007]在一个实施例中，所述柔性介质为塑料粉末介质；所述施力机构包括超声头以及驱动超声头上下运动和高频振动的驱动系统，所述超声头的下端位于所述料仓，所述驱动系统朝所述柔性介质推压所述超声头并驱动所述超声头高频振动，以使所述柔性介质熔融
成粘性流体。
[0008]在一个实施例中，所述柔性介质为粘性介质。
[0009]在一个实施例中，所述料仓的内径大于所述超声头位于所述料仓内的一端的外径。
[0010]在一个实施例中，所述模腔贯通至所述成形模具的下表面。
[0011]在一个实施例中，所述模腔的开口完全位于所述料仓的开口于所述成形模具上所覆盖的范围内。
[0012]在一个实施例中，所述压板的板面大于所述金属坯料的上表面并完全压盖所述金属坯料，且所述金属坯料向上完全遮盖所述料仓的开口。
[0013]在一个实施例中，所述软冲头金属微制件成形力测量装置还包括连接于测力头的模具环，所述模具环的中心位置开设有环孔，所述环孔的大小与所述成形模具的大小适配，所述成形模具镶嵌并固定于所述环孔内。
[0014]在一个实施例中，所述测力部件包括压力传感器、传力杆以及测力头，所述传力杆的两端分别连接所述压力传感器与所述测力头，所述成形模具的下表面抵接所述测力头的顶面。
[0015]本专利技术的另一目的还在于提供一种测量方法，其包括如下步骤：
[0016]S1：准备测力部件、成形模具、压板以及施力机构，将所述测力部件设置于工作台；
[0017]S2：将所述成形模具的下表面抵接所述测力部件，所述成形模具的上表面开设有模腔，所述模腔具有腔口，将所述金属坯料放置于所述成形模具之上并遮盖所述模腔的腔口；
[0018]S3：将所述压板连接所述测力部件并朝所述成形模具压紧所述金属坯料，所述压板对应所述模腔的位置开设有料仓，所述料仓贯通所述压板的两侧板面且容置有柔性介质；
[0019]S4：将所述施力机构的一端伸入所述料仓并朝下推压所述柔性介质，以使所述柔性介质驱动所述金属坯料进入所述模腔。
[0020]本专利技术提供的软冲头金属微制件成形力测量装置的有益效果在于：通过将成形模具直接设置在测力部件上，使作用于金属坯料上的成形力通过成形模具传递到测力部件上，从而使金属坯料所受成形力能够准确量度。
附图说明
[0021]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0022]图1为本专利技术实施例提供的软冲头金属微制件成形力测量装置的结构示意图；
[0023]图2是图1的软冲头金属微制件成形力测量装置的A处的局部放大图。
[0024]其中，图中各附图标记：
[0025]12、测力部件；13、底板；16、压板螺栓；21、成形模具；22、压板；23、施力机构；231、超声头；24、柔性介质；211、模腔；30、金属坯料；121、测力头；122、传力杆；123、压力传感器；
221、料仓；25、模具环；26、垫片。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0027]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
[0028]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0029]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0030]请参阅图1及图2，本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.软冲头金属微制件成形力测量装置，用于将金属坯料成形为金属微制件及测量所述金属坯料在成形过程中的成形力，其特征在于，所述软冲头金属微制件成形力测量装置包括：测力部件、成形模具、压板以及施力机构；所述成形模具呈板状且其下表面抵接所述测力部件，所述成形模具的上表面开设有模腔，所述模腔具有腔口，所述金属坯料放置在所述成形模具之上并遮盖所述模腔的腔口；所述压板连接所述测力部件并朝所述测力部件压紧所述金属坯料，且所述压板对应所述模腔的位置开设有料仓，所述料仓贯通至所述金属坯料且容置有柔性介质，所述施力机构的下端向所述柔性介质施加向下的压力并推压所述柔性介质，以使所述柔性介质压迫所述金属坯料进入所述模腔而成形。2.如权利要求1所述的软冲头金属微制件成形力测量装置，其特征在于：所述柔性介质为塑料粉末介质；所述施力机构包括超声头以及驱动超声头上下运动和高频振动的驱动系统，所述超声头的下端位于所述料仓，所述驱动系统朝所述柔性介质推压所述超声头并驱动所述超声头高频振动，以使所述柔性介质熔融成粘性流体。3.如权利要求1所述的软冲头金属微制件成形力测量装置，其特征在于：所述柔性介质为粘性介质。4.如权利要求2所述的软冲头金属微制件成形力测量装置，其特征在于：所述料仓的内径大于所述超声头位于所述料仓内的一端的外径。5.如权利要求1所述的软冲头金属微制件成形力测量装置，其特征在于：所述模腔贯通至所述成形模具的下表面。6.如权利要求1所述的软冲头金属微制件成形力测量装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗烽，肖彦，杨瑞祥，王蓓，马将，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：