论文部分内容阅读
随着MEMS自20世纪80年代的迅猛发展以来,工业上对微型零件的需求也越来越迫切,从而促进了人们对于微型构建的研究,促进了微成形方向的快速发展,逐渐地成了人们在微观领域发展的动力。由于微冲裁加工的零件断面质量好、尺寸精度高等优点,微冲裁在微成形的加工制造业中正发挥着越来越重要的作用。在有振动辅助的微冲裁下,振动辅助作用能够抑制裂纹的萌生和扩展,降低了成形件断面中的撕裂带的比例、提高了光亮带的比例;降低材料塑性变形抗力以及降低摩擦力。从而可以提高成形件的质量,因此,本文提出开展振动辅助紫铜箔板微冲裁工艺研究,对降低冲裁力、提高断面质量等具有重要实用价值。本文通过根据振动源工作特点和微冲裁成形工艺特点,选择振动微驱动器,搭建了振动控制系统,合理设计微冲裁模具结构,研制集振动辅助和微冲裁成形于一体的复杂模具装置。通过对不同晶粒尺寸的材料进行单向拉伸试验,能够获得材料的强度随着晶粒尺寸的变化规律。墩粗试验表明,振动辅助墩粗变形中,材料的应力降低,出现了明显的振动软化效应。在不同的润滑条件下,与普通微冲裁相比,液体润滑剂能够显著地降低最大冲裁力的大小,振动辅助冲裁次之,固体润滑剂反而会使最大冲裁力有所上升。在振动辅助下,研究了微冲裁凸凹模间隙和晶粒尺寸对微冲裁的影响规律。结果表明,在一定范围内,随着冲裁间隙的增大,材料的最大冲裁力先减小后增大,光亮带的粗糙度逐渐增大;随着材料晶粒尺寸的增大,材料的最大冲裁力和光亮带的比例均减小。与普通微冲裁相比,振动辅助冲裁能够使在不同冲裁间隙和晶粒尺寸下的冲裁力的改变量减小。在振动辅助条件下开展紫铜箔板微冲裁试验研究,结果表明,振动辅助下的冲裁力比普通微冲裁的冲裁力低,冲裁断面光亮带比例明显提高,冲裁断面光亮带的表面粗糙度得到改善,随着振幅的增加粗糙度会有所降低。综合考虑微冲裁力和成形质量,本论文中的最佳冲裁振动频率是1000Hz,冲裁速度为8mm/s,振动振幅为2.67μm。