專(zhuān)利名稱(chēng)：用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于微型零件精密成形的浮動(dòng)模具。
背景技術(shù)：
隨著微機(jī)電系統(tǒng)和電子工業(yè)的發(fā)展，對(duì)微型零件(微米量級(jí))的需求越來(lái)越廣泛，需要一種低成本、高質(zhì)量、高精度以及能夠批量生產(chǎn)的成形裝置。傳統(tǒng)的精細(xì)加工裝置已經(jīng)很難滿(mǎn)足這些要求。后來(lái)開(kāi)發(fā)出來(lái)的微塑性成形裝置雖然可以用于多種材料的加工，并且所成形的零件具有強(qiáng)度高，使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，但由于零件非常小，對(duì)現(xiàn)有的模具來(lái)說(shuō)還存在制造困難、表面質(zhì)量不高、導(dǎo)向不好、微型模具易變形的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置，它具有結(jié)構(gòu)緊湊，模具配合精度高，導(dǎo)向性好，成本低，生產(chǎn)效率高的特點(diǎn)。本發(fā)明包含模座1、頂柱2、彈簧3、墊環(huán)4、凹模5、沖頭導(dǎo)套6、沖頭8、限位環(huán)9、凸模12、加熱管14、頂出桿16；模座1的中心處開(kāi)有上大下小的臺(tái)階形通孔17，臺(tái)階形通孔17的下部是頂桿腔17-1，頂出桿16設(shè)于臺(tái)階形通孔17下部的頂桿腔17-1內(nèi)，頂柱2設(shè)置在臺(tái)階形通孔17上部的工作腔17-2內(nèi)，倒“T”形頂柱2的下端與頂出桿16的上端活動(dòng)連接，彈簧3設(shè)在工作腔17-2內(nèi)的頂柱2上，墊環(huán)4設(shè)在工作腔17-2內(nèi)彈簧3上部的頂柱2的外側(cè)，凹模5設(shè)在工作腔17-2內(nèi)墊環(huán)4及頂柱2的上部，沖頭導(dǎo)套6的下端設(shè)在工作腔17-2的頂端內(nèi)，沖頭導(dǎo)套6的上端通過(guò)其傘沿6-1固定在模座1的上端面上，沖頭8的下端設(shè)在沖頭導(dǎo)套6內(nèi)，沖頭8上設(shè)有限位環(huán)9，凸模12設(shè)在凹模5中心的形腔5-1內(nèi)及頂柱2的上端，模座1內(nèi)開(kāi)有至少一個(gè)盲孔18，盲孔18內(nèi)固定有加熱管14，盲孔18上部的模座1上開(kāi)有環(huán)形布線(xiàn)槽10。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，模具配合精度高，導(dǎo)向性好，成本低，工作效率高，加工工藝簡(jiǎn)單，模具受力小，可以成形多種材料的優(yōu)點(diǎn)。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是凸模12與凹模5的受力狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式
一(見(jiàn)圖1)本實(shí)施方式由模座1、頂柱2、彈簧3、墊環(huán)4、凹模5、沖頭導(dǎo)套6、沖頭8、限位環(huán)9、凸模12、加熱管14、頂出桿16組成；模座1的中心處開(kāi)有上大下小的臺(tái)階形通孔17，臺(tái)階形通孔17的下部是頂桿腔17-1，頂出桿16設(shè)于臺(tái)階形通孔17下部的頂桿腔17-1內(nèi)，頂柱2設(shè)置在臺(tái)階形通孔17上部的工作腔17-2內(nèi)，倒“T”形頂柱2的下端與頂出桿16的上端活動(dòng)連接，彈簧3設(shè)在工作腔17-2內(nèi)的頂柱2的外側(cè)，墊環(huán)4設(shè)在工作腔17-2內(nèi)彈簧3上部的頂柱2上，凹模5設(shè)在工作腔17-2內(nèi)墊環(huán)4及頂柱2的上部，沖頭導(dǎo)套6的下端設(shè)在工作腔17-2的頂端內(nèi)，沖頭導(dǎo)套6的上端通過(guò)其傘沿6-1固定在模座1的上端面上，沖頭8的下端設(shè)在沖頭導(dǎo)套6內(nèi)，沖頭8上設(shè)有限位環(huán)9，凸模12設(shè)在凹模5中心的形腔5-1內(nèi)及頂柱2的上端，模座1內(nèi)開(kāi)有至少一個(gè)盲孔18，盲孔18內(nèi)固定有加熱管14，盲孔18上部的模座1上開(kāi)有環(huán)形布線(xiàn)槽10。
具體實(shí)施方式
二(見(jiàn)圖1)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，在模座1的外壁內(nèi)側(cè)開(kāi)有環(huán)形空間19，在環(huán)形空間19內(nèi)設(shè)有加熱圈13。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
三(見(jiàn)圖1)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，沖頭導(dǎo)套6的傘沿6-1上開(kāi)有通孔6-2，與傘沿6-1上的通孔6-2相對(duì)應(yīng)的模座1上開(kāi)有螺紋孔1-1，傘沿6-1上的通孔6-2與螺紋孔1-1內(nèi)設(shè)有沉頭螺栓7。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
四(見(jiàn)圖1)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，在模座1的底部開(kāi)有連接用的螺紋孔15。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
具體實(shí)施方式
五(見(jiàn)圖1)本實(shí)施方式與具體實(shí)施方式
一的不同點(diǎn)在于，在模座1上沿模座1的徑向開(kāi)有測(cè)溫孔20。其它組成和連接關(guān)系與具體實(shí)施方式
一相同。
工作過(guò)程首先利用模座1下邊的螺紋孔15將模座1固定在成形設(shè)備上，然后將頂柱2、彈簧3、墊環(huán)4、凹模5按由下到上的順序放置在模座1的工作腔17-2內(nèi)，再將凸模12安裝在凹模5的形腔5-1內(nèi)，再將坯料11放置在凹模5的形腔5-1內(nèi)的凸模12的上端，然后用沉頭螺栓7將沖頭導(dǎo)套6固定在模座1上，將限位環(huán)9放置在沖頭導(dǎo)套6上，隨后將沖頭8放置到限位環(huán)9和沖頭導(dǎo)套6的同心孔內(nèi)。完成模具的裝配之后進(jìn)行模具和坯料的加熱，可以選擇加熱管14或加熱圈13單獨(dú)進(jìn)行加熱，也可以使其同時(shí)加熱。測(cè)量溫度的電熱偶可通過(guò)模座1上的測(cè)溫孔20伸到模具裝置的內(nèi)部，以便精確測(cè)量模具和坯料的成形溫度。達(dá)到成形溫度后，成形設(shè)備的施力機(jī)構(gòu)壓到?jīng)_頭8上，沖頭8同時(shí)壓到坯料11和凹模5上。凹模5設(shè)置在墊環(huán)4上，而墊環(huán)4是由彈簧3支撐的，凹模5將力通過(guò)墊環(huán)4傳給彈簧3，彈簧3在壓力作用下收縮，因而凹模5向下運(yùn)動(dòng)。墊環(huán)4的運(yùn)動(dòng)方向由模座1的工作腔17-2和頂柱2來(lái)保證。凹模5的運(yùn)動(dòng)方向由模座1的工作腔17-2來(lái)保證，而坯料11將力傳給凸模12，然而凸模12是放置在頂柱2上端面的，是不能運(yùn)動(dòng)的。坯料11受壓力的作用，達(dá)到一定值后開(kāi)始發(fā)生塑性變形，可以充填凹模5的形腔5-1，成形出與凹模形腔一樣形狀和尺寸的零件。坯料的變形量由限位環(huán)9來(lái)控制，選擇不同厚度的限位環(huán)9來(lái)控制沖頭8的壓下量，來(lái)達(dá)到控制坯料11變形量的目的。該限位環(huán)可以控制沖頭8的壓下量，從而也可以保護(hù)沖頭8下面的凹模5和凸模12，以免被壓壞。成形之后拿掉沖頭8，推動(dòng)頂出桿16使其上升，頂出桿16推動(dòng)頂柱2及凸模12，將成形的微型零件頂出凹模5。完成了整個(gè)成形過(guò)程。
該模具裝置可以在小型壓力機(jī)上使用，也可以在材料試驗(yàn)機(jī)上使用，具有很好的適應(yīng)性。對(duì)壓力機(jī)的控制精度要求不高，成形過(guò)程完全由模具裝置結(jié)構(gòu)來(lái)控制。成形件的精度是由凸模12和凹模5來(lái)保證的。凹模5和凸模12采用高精度加工技術(shù)加工而成，配合精度很高，間隙只有幾微米。凸模12由凹模5來(lái)導(dǎo)向，且凸模12是放在頂柱2上端面的，是不固定的，這樣凹模5在有小量偏心時(shí)可以在小范圍內(nèi)移動(dòng)，以適應(yīng)凹模5的運(yùn)動(dòng)。而模具裝置的其它零件如墊環(huán)3、凹模5與模座1的工作腔17-2，沖頭8與沖頭導(dǎo)套6之間則不需要太高的配合精度。變摩擦阻力為積極摩擦力，有利于坯料11充填凹模5的形腔。如圖2所示，凹模5可以自由地向下運(yùn)動(dòng)，而凸模12是固定不動(dòng)的。在坯料11與凹模5之間產(chǎn)生摩擦力，該摩擦力的方向和凹模5的運(yùn)動(dòng)方向是一致的，坯料11在該摩擦力的作用下能夠更好的對(duì)凹模5的形腔進(jìn)行充填，這樣將原料的摩擦力變?yōu)橛欣诔尚蔚姆e極摩擦力。由于凹模5可以向下自由運(yùn)動(dòng)，沖頭8施加的力全部加到坯料11上，也就是說(shuō)成形設(shè)備提供的載荷全部加到坯料11上，提高了設(shè)備的效率，節(jié)約能源，降低成本，同時(shí)也有效地保護(hù)了微型模具。
權(quán)利要求
1.用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置，它包含模座(1)、頂柱(2)、彈簧(3)、墊環(huán)(4)、凹模(5)、沖頭導(dǎo)套(6)、沖頭(8)、限位環(huán)(9)、凸模(12)、加熱管(14)、頂出桿(16)；其特征在于模座(1)的中心處開(kāi)有上大下小的臺(tái)階形通孔(17)，臺(tái)階形通孔(17)的下部是頂桿腔(17-1)，頂出桿(16)設(shè)于臺(tái)階形通孔(17)下部的頂桿腔(17-1)內(nèi)，頂柱(2)設(shè)置在臺(tái)階形通孔(17)上部的工作腔(17-2)內(nèi)，倒“T”形頂柱(2)的下端與頂出桿(16)的上端活動(dòng)連接，彈簧(3)設(shè)在工作腔(17-2)內(nèi)的頂柱(2)上，墊環(huán)(4)設(shè)在工作腔(17-2)內(nèi)彈簧(3)上部的頂柱(2)的外側(cè)，凹模(5)設(shè)在工作腔(17-2)內(nèi)墊環(huán)(4)及頂柱(2)的上部，沖頭導(dǎo)套(6)的下端設(shè)在工作腔(17-2)的頂端內(nèi)，沖頭導(dǎo)套(6)的上端通過(guò)其傘沿(6-1)固定在模座(1)的上端面上，沖頭(8)的下端設(shè)在沖頭導(dǎo)套(6)內(nèi)，沖頭(8)上設(shè)有限位環(huán)(9)，凸模(12)設(shè)在凹模(5)中心的形腔(5-1)內(nèi)及頂柱(2)的上端，模座(1)內(nèi)開(kāi)有至少一個(gè)盲孔(18)，盲孔(18)內(nèi)固定有加熱管(14)，盲孔(18)上部的模座(1)上開(kāi)有環(huán)形布線(xiàn)槽(10)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置，其特征在于在模座(1)的外壁內(nèi)側(cè)開(kāi)有環(huán)形空間(19)，在環(huán)形空間(19)內(nèi)設(shè)有加熱圈(13)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置，其特征在于沖頭導(dǎo)套(6)的傘沿(6-1)上開(kāi)有通孔(6-2)，與傘沿(6-1)上的通孔(6-2)相對(duì)應(yīng)的模座(1)上開(kāi)有螺紋孔(1-1)，傘沿(6-1)上的通孔(6-2)與螺紋孔(1-1)內(nèi)設(shè)有沉頭螺栓(7)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置，其特征在于在模座(1)的底部開(kāi)有連接用的螺紋孔(15)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置，其特征在于在模座(1)上沿模座(1)的徑向開(kāi)有測(cè)溫孔(20)。
全文摘要
用于微型零件精密成形的微型浮動(dòng)模具裝置，它涉及一種用于微型零件精密成形的浮動(dòng)模具。本發(fā)明頂柱(2)設(shè)置在臺(tái)階形通孔(17)上部的工作腔(17－2)內(nèi)，彈簧(3)設(shè)在工作腔(17－2)內(nèi)的頂柱(2)上，墊環(huán)(4)設(shè)在工作腔(17－2)內(nèi)彈簧(3)上部的頂柱(2)的外側(cè)，凹模(5)設(shè)在工作腔(17－2)內(nèi)墊環(huán)(4)及頂柱(2)的上部，沖頭導(dǎo)套(6)的下端設(shè)在工作腔(17－2)的頂端內(nèi)，沖頭(8)上設(shè)有限位環(huán)(9)，凸模(12)設(shè)在凹模(5)中心的形腔(5－1)內(nèi)及頂柱(2)的上端，模座(1)內(nèi)開(kāi)有至少一個(gè)盲孔(18)，盲孔(18)內(nèi)固定有加熱管(14)，盲孔(18)上部的模座(1)上開(kāi)有環(huán)形布線(xiàn)槽(10)。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)緊湊，模具配合精度高，導(dǎo)向性好，成本低，工作效率高，加工工藝簡(jiǎn)單，模具受力小，可以成形多種材料的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)B21D37/16GK1554499SQ20031010777
公開(kāi)日2004年12月15日 申請(qǐng)日期2003年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月23日
發(fā)明者郭斌, 單德彬, 王春舉, 袁林, 周健, 郭 斌 申請(qǐng)人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)