CN102581106A - 一种微型钣金零件拉深成形方法 - Google Patents

Abstract

一种微型钣金零件拉深成形方法，包括步骤；制作微型型腔凹模；将金属箔料定位于凹模之上；将粉末材料铺设于金属箔料之上；加热加压；分离开模以及取出成形零件。加热加压是启动功率至多为800瓦的超声波焊机加热，熔接时间为0.1～20秒，压力为0.05～1MPa，保压时间为0.1～20秒，通过超声波振动使粉末材料之间产生的热量将其瞬间熔化为熔融体，由超声波焊机焊头通过粉末材料的熔融体作为软性凸模对金属箔料产生压力和振动，使其填充并且紧贴微型凹模型腔，快速累积成形。可以有效防止拉深成形过程的起皱现象的产生，且彻底解决了凸模与凹模之间间隙均匀化问题，显著提高模具使用寿命，还明显减少了尺寸效应对成形困难的影响。

Description

一种微型钣金零件拉深成形方法

技术领域

本发明涉及成形方法，特别是涉及一种微型钣金零件拉深成形方法。

背景技术

拉深是利用拉深模具将平板毛坯压制成各种开口的空心工件，或将已制成的开口空心件加工成其它形状空心件的一种冲压加工方法，拉深也叫拉延。其形变过程是：随着凸模的不断下行，留在凹模端面上的毛坯***尺寸不断缩小，毛坯逐渐被拉进凸模与凹模间的间隙中形成直壁，而处于凸模下面的材料则成为拉深件的底，平面毛坯就变成具有一定的水平尺寸和高度的空心件。为防止拉深成形过程中凹模型腔边缘和周围的板料产生起皱现象，一般需要设置压边圈，且需要控制凸模与凹模之间的间隙均匀性。对于普通钣金零件的拉深成形，凸模与凹模的定位相对比较容易做到，而对于厚度为0.3mm以下、其它尺寸为3.0mm以下的微型钣金零件的拉深成形，由于钣金零件厚度薄且尺寸小，凸模与凹模间隙以及凸模截面都相当细微，加工困难，承受载荷能力低，造成模具寿命短、甚至撞损模具。且对于微型钣金零件的拉深成形，由于晶粒尺寸、取向和摩擦带来的尺寸效应，也是严重影响其成形十分困难的因素。此外，现有超声波焊接工艺主要用于各种板料或块体之间的焊接，尚未见有用于将高分子粉末材料熔化后使之作为软性凸模的微型钣金零件的拉深成形工艺。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是弥补上述现有技术的缺陷，提供一种微型钣金零件拉深成形方法。

本发明的技术问题通过以下技术方案予以解决。

这种微型钣金零件拉深成形方法，用于厚度为0.3mm以下、其它尺寸为3.0mm以下的微型钣金零件的拉深成形，包括以下步骤：1)制作凹模；2)将金属箔料定位于凹模之上；3)将粉末材料铺设于金属箔料之上；4)加热加压；5)分离开模；6)取出成形零件。

这种微型钣金零件拉深成形方法的特点是：

所述步骤1)的制作凹模，是制作微型型腔凹模。

所述步骤4)的加热加压，是启动功率至多为800瓦的超声波焊机加热，熔接时间为0.1秒～20.0秒，压力为0.05MPa～1.00MPa，保压时间为0.1秒～20.0秒，通过超声波振动使所述粉末材料之间产生的热量将其瞬间熔化为熔融体，由超声波焊机焊头通过粉末材料的熔融体作为软性凸模对金属箔料产生压力和振动，使其填充并且紧贴微型凹模型腔，快速累积成形。有效防止拉深成形过程的起皱现象的产生，不必设置压边圈，且彻底解决了凸模与凹模之间间隙均匀化问题，显著提高模具使用寿命，还明显减少了由于晶粒尺寸、取向和摩擦带来的尺寸效应对成形困难的影响。

本发明的技术问题通过以下进一步的技术方案予以解决。

所述步骤1)的微型型腔凹模的制作方法和材料，与现有钣金零件的型腔凹模的制作方法和材料完全相同。

所述步骤2)的金属箔料，是铜箔、铝箔和钢箔中的一种，与现有微型钣金零件拉深成形用的金属箔料完全相同。

所述步骤3)的粉末材料，是高分子材料粉末。

所述高分子材料粉末，是聚氯乙烯(Polyvinylchlorid，缩略词为PVC)粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯(Acrylonitrile Butadiene Styrene，缩略词为ABS)粉末、聚丙烯(Polypropylene，缩略词为PP)粉末、聚乙烯(Polyethylene，缩略词为PE)粉末、聚甲醛(Polyoxymethylene，缩略词为POM)粉末、聚苯乙烯(Polystyrene，缩略词为PS)粉末和乙烯-醋酸乙烯共聚物(Ethylene Vinyl Acetate Copolymer，缩略词为EVA)粉末中的一种。

所述步骤5)的分离开模，是抬起所述超声波焊头开模。

所述步骤6)取出成形零件，是将成形的微型钣金零件从凹模型腔中取出，并且将粘附其上的高分子材料粉末的凝固物去除。

本发明与现有技术相比的有益效果是：

本发明的拉深成形方法可以有效防止微型钣金零件拉深成形过程的起皱现象的产生，不必设置压边圈，且彻底解决了凸模与凹模之间间隙均匀化问题，显著提高模具使用寿命，还明显减少了由于晶粒尺寸、取向和摩擦带来的尺寸效应对成形困难的影响。

附图说明

图1是本发明具体实施方式成形前的示意图；

图2是本发明具体实施方式成形后的示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式并对照附图对本发明进行说明。

一种如图1、2所示的用于厚度为0.3mm以下、其它尺寸为3.0mm以下的微型钣金零件拉深成形方法，依次有以下步骤：

1)制作微型型腔凹模3，其制作方法和材料，与现有钣金零件的型腔凹模的制作方法和材料完全相同；

2)将铜箔料4定位于微型型腔凹模3之上；

3)将PVC粉末2铺设于铜箔料4之上；

4)加热加压

启动功率为500瓦的超声波焊机加热，熔接时间为10.0秒，压力为0.1MPa，保压时间为10.0秒，通过超声波振动使PVC粉末2之间产生的热量将其瞬间熔化为熔融体，由超声波焊机焊头1通过PVC粉末2的熔融体作为软性凸模对铜箔料4产生压力和振动，使其填充并且紧贴微型型腔凹模3的型腔，快速累积成形，有效防止拉深成形过程的起皱现象的产生，不必设置压边圈，且彻底解决了凸模与凹模之间间隙均匀化问题，显著提高模具使用寿命，还明显减少了由于晶粒尺寸、取向和摩擦带来的尺寸效应对成形困难的影响；

5)分离开模

抬起超声波焊头1开模；

6)取出成形零件

将拉深成形后的微型钣金零件5从微型型腔凹模3中取出，并且将粘附其上的PVC粉末2的凝固物去除。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种微型钣金零件拉深成形方法，用于厚度为0.3mm以下、其它尺寸为3.0mm以下的微型钣金零件的拉深成形，包括以下步骤：

1)制作凹模；

2)将金属箔料定位于凹模之上；

3)将粉末材料铺设于金属箔料之上；

4)加热加压；

5)分离开模；

6)取出成形零件；

其特征在于：

所述步骤1)的制作凹模，是制作微型型腔凹模；

所述步骤4)的加热加压，是启动功率至多为800瓦的超声波焊机加热，熔接时间为0.1秒～20.0秒，压力为0.05MPa～1.00MPa，保压时间为0.1秒～20.0秒，通过超声波振动使所述粉末材料之间产生的热量将其瞬间熔化为熔融体，由超声波焊机焊头通过粉末材料的熔融体作为软性凸模对金属箔料产生压力和振动，使其填充并且紧贴微型凹模型腔，快速累积成形。

2.如权利要求1所述的微型钣金零件拉深成形方法，其特征在于：

所述步骤1)的微型型腔凹模的制作方法和材料，与现有钣金零件的型腔凹模的制作方法和材料完全相同。

3.如权利要求1或2所述的微型钣金零件拉深成形方法，其特征在于：

所述步骤2)的金属箔料，是铜箔、铝箔和钢箔中的一种，与现有微型钣金零件拉深成形用的金属箔料完全相同。

4.如权利要求3所述的微型钣金零件拉深成形方法，其特征在于：

所述步骤3)的粉末材料，是高分子材料粉末。

5.如权利要求4所述的微型钣金零件拉深成形方法，其特征在于：

所述高分子材料粉末，是聚氯乙烯PVC粉末、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯ABS粉末、聚丙烯PP粉末、聚乙烯PE粉末、聚甲醛POM粉末、聚苯乙烯PS粉末和乙烯-醋酸乙烯共聚物EVA粉末中的一种。

6.如权利要求5所述的微型钣金零件拉深成形方法，其特征在于：

所述步骤5)的分离开模，是抬起所述超声波焊头开模。

7.如权利要求6所述的微型钣金零件拉深成形方法，其特征在于：

所述步骤6)取出成形零件，是将成形的微型钣金零件从凹模型腔中取出，并且将粘附其上的高分子材料粉末的凝固物去除。

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