專利名稱：一種微沖壓模具原位制造裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種微沖壓模具原位制造裝置，特別適合于微孔的高質(zhì)量制造，屬于精密機械制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
微孔類零件廣泛應(yīng)用于微電子集成電路、生物醫(yī)療、印染紡織等領(lǐng)域，其零件尺寸或特征尺寸在亞毫米或微米級。同時，隨著微系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展和逐步進入實用化，產(chǎn)品的微型化對微孔類零件的尺寸精度、斷面質(zhì)量以及生產(chǎn)效率等提出了更高的要求。
公開號為CN101406914B
公開日為2010年6月16日、名稱為《微沖孔模具》的發(fā)明專利提出了一種微沖孔模具，與激光打孔、微細電火花等加工方法相比，能夠有效提高微孔加工效率和沖孔精度。然而，當微孔直徑達到微米量級時，以厚度20 μ m金屬箔、直徑為 50 μ m微孔的沖孔為例，沖裁間隙c/t采用5%時，微沖孔模具的凸凹模單邊間隙僅為1 μ m。 傳統(tǒng)的基于滾珠導套的模具導向及定位方式，模具裝配過程中難以滿足沖裁間隙的均勻性要求。
臺灣Chern等人提出了一種基于微細電火花技術(shù)的微沖孔裝置，首先采用微細電火花加工微型沖頭，然后利用加工的微型沖頭加工所需的凹模。由于不需要沖頭和凹模的二次裝配，能夠保證沖裁間隙均勻性要求，沖出最小直徑為100 μ m的微孔 (G. L. Chern, Y. E. Wu and S. F. Liu Development of a micro-punching machine and study on the influence of vibration machining in micro-EDM, J. Mater. Process. Technol. 180(2006) 102-109)。這種方法由于在微沖孔過程中沒有相應(yīng)的壓邊裝置，微孔的斷面質(zhì)量較差，沖頭壽命難以保證。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有微沖孔模具中沖裁間隙均勻性難以保證的問題，提出了一種微沖壓模具原位制造裝置。
本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是
本發(fā)明所述原位制造裝置包括XY精密移動平臺、高分辨CXD視覺系統(tǒng)和塊電極， 所述塊電極安裝在XY精密移動平臺上的工作臂上，高分辨CCD視覺系統(tǒng)固定在XY精密移動平臺上，所述原位制造裝置還包括微細電火花主軸系統(tǒng)和微沖壓模具；XY精密移動平臺的設(shè)置高度與微細電火花主軸系統(tǒng)的微沖壓模具的沖頭的位置一致；所述微細電火花主軸系統(tǒng)包括直流電機、直流電機帶輪、直流電機連接板、旋轉(zhuǎn)主軸、從動帶輪、主軸夾持體、碳刷、微沖壓模具的沖頭、旋轉(zhuǎn)主軸夾頭、主軸絕緣板和主軸L型支架；旋轉(zhuǎn)主軸的下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)主軸夾頭，直流電機固定在直流電機連接板上，旋轉(zhuǎn)主軸通過壓緊件安裝在主軸夾持體內(nèi)，微沖壓模具的沖頭固定在旋轉(zhuǎn)主軸夾頭上，且旋轉(zhuǎn)主軸、旋轉(zhuǎn)主軸夾頭和微沖壓模具的沖頭三者同軸，旋轉(zhuǎn)主軸的上端放置于碳刷的中心孔內(nèi)，主軸夾持體及碳刷固定在主軸絕緣板上，直流電機帶輪與安裝在旋轉(zhuǎn)主軸上端的從動帶輪通過皮帶相連，主軸絕緣板固定在主軸L型支架上；所述微沖壓模具采用分體式結(jié)構(gòu)，包括由從上至下疊置且固定在一起的模具連接板、上模座和上模板構(gòu)成的第一層、由從上至下疊置且固定在一起的中間墊板和壓料板構(gòu)成的第二層、由從上至下疊置且固定在一起的凹模固定板和下模座構(gòu)成第三層、四套導向機構(gòu)、四套壓邊裝置、四個頂出彈簧、凹模、沖頭導套和兩個檔板；每套導向機構(gòu)包括精密導柱和兩個導套，每套壓邊裝置包括壓邊力彈簧、壓邊力螺柱、壓邊力螺釘和擋圈；第一層、第二層、第三層由上至下依次設(shè)置，模具連接板與微細電火花主軸系統(tǒng)的主軸夾持體的下端面連接；旋轉(zhuǎn)主軸的下端位于模具連接板上中心處開有的主軸通孔、旋轉(zhuǎn)主軸上的旋轉(zhuǎn)主軸夾頭位于上模座中心處開有的夾頭通孔內(nèi)，微沖壓模具的沖頭經(jīng)由上模板上的沖頭通孔并穿出所述沖頭通孔；中間墊板的中心處設(shè)有微沖壓模具的沖頭可穿過的中間墊板通孔，中間墊板通孔的下方的設(shè)有沖頭導套，所述沖頭導套安裝在壓料板上，位于沖頭導套正下方的凹模安裝在凹模固定板上；四套導向機構(gòu)均布設(shè)置在模具連接板和下模座之間，每個精密導柱的下端固裝在凹模固定板上，每個精密導柱穿過第二層，每個精密導柱的上端可與第一層中的上模座及上模板上的導向通孔相配合，每個精密導柱與壓料板之間設(shè)有一個導套，每個精密導柱與上模板之間設(shè)有另一個導套，每個精密導柱與其上兩個導套過盈配合；四套壓邊裝置均布設(shè)置在上模座和壓料板之間，每個壓邊力螺柱由下至上依次穿過壓料板、中間墊板，且壓邊力螺柱上的螺帽頂在壓料板上的螺帽階梯孔的臺肩上，通過擋圈及壓邊力螺釘將壓邊力彈簧套裝在壓邊力螺柱上，壓邊力螺釘與壓邊力螺柱螺紋連接；在上模板及上模座開設(shè)四個壓邊裝置階梯孔，每套壓邊裝置的正上方對應(yīng)于一個壓邊裝置階梯孔，第一層下行時，壓邊裝置階梯孔上的臺肩與相應(yīng)的擋圈的上端面接觸；四個頂出彈簧位于第二層和第三層之間，且均布設(shè)置在凹模固定板上；凹模固定板兩側(cè)各固定有一個檔板，頂出彈簧的伸長長度和擋板共同決定凹模固定板和壓料板之間的距離。
本發(fā)明的有益效果是
本發(fā)明所述裝置利用微細電火花加工方法加工微型沖頭，然后利用微型沖頭作為電極，原位加工沖孔凹模，省去了微沖壓模具中微型沖頭與凹模的二次裝配，確保沖頭與凹模上的工作孔同軸度，即保證了沖頭與凹模上的工作孔之間的間隙均勻性。本發(fā)明同時解決了現(xiàn)有基于微細電火花的微沖孔裝置的模具中由于在微沖孔過程中沒有相應(yīng)的壓邊裝置，致使微孔的斷面質(zhì)量較差、沖頭壽命短等問題，滿足了陣列微孔類零件高精度、低成本批量制造要求。
本發(fā)明所述裝置在裝配時，微沖壓模具中的第二層(及其上的壓邊裝置及凹模) 是通過精密導柱與第一層及第三層進行定位，在沖頭制作、凹模原位加工以及沖頭修整過程中，只需將第二層(及其上的壓邊裝置及凹模)移走，完成沖頭制作、凹模原位加工以及沖頭修整這些步驟后，再把第二層(及其上的壓邊裝置及凹模)安裝在第一層及第三層之間，以進行微沖孔加工，整個過程不會影響微沖壓模具的裝配精度，實現(xiàn)了微沖壓模具的原位制造。
本發(fā)明所述的微沖壓模具原位制造裝置可以實現(xiàn)微沖孔、微拉深以及微脹形等多種微成形工藝，特別適合微孔類零件的低成本批量制造。


圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)主視圖，圖2是圖1的右視圖，圖3是微細電火花主軸系統(tǒng)的主視圖(2-11表示主軸絕緣板擋板)，圖4是圖3的A-A剖視圖，圖5是圖3的右視圖， 圖6是圖5的俯視圖，圖7是微細電火花主軸系統(tǒng)2和微沖壓模具3裝配在一起的部視圖 (第一層I上行，即開模狀態(tài))，圖8是微細電火花主軸系統(tǒng)2和微沖壓模具3裝配在一起的部視圖(合模狀態(tài))，圖9是圖7的B-B向視圖，圖10是圖7的C-C向視圖(10-螺栓、 11-定位銷)；圖11是利用本發(fā)明進行沖頭制作的工作狀態(tài)圖，圖12是圖11的D部放大圖； 圖13是利用本發(fā)明進行凹模原位加工的工作狀態(tài)圖，圖14是圖13的E部放大圖，圖15是利用微沖壓模具的沖頭對凹模進行原位加工的裝配放大圖(圖中，凹模上的長孔3-16-1是利用機械加工得到的，凹模上端的工作孔3-16-2是利用微沖壓模具的沖頭進行原位加工得到的，長孔3-16-1和工作孔3-16-2是相通的)；圖16是利用本發(fā)明進行沖頭修整的工作狀態(tài)圖，圖17是圖16的F部放大圖，圖18是利用微沖壓模具的沖頭、塊電極以及片電極的裝配關(guān)系放大圖。
具體實施方式
具體實施方式
一如圖1 10所示，本實施方式所述的原位制造裝置包括XY精密移動平臺1、高分辨CCD視覺系統(tǒng)4和塊電極5，所述塊電極5安裝在XY精密移動平臺1上的工作臂1-1上，高分辨C⑶視覺系統(tǒng)4固定在XY精密移動平臺1上，所述原位制造裝置還包括微細電火花主軸系統(tǒng)2和微沖壓模具3 ;XY精密移動平臺1的設(shè)置高度與微細電火花主軸系統(tǒng)2的微沖壓模具的沖頭2-8的位置一致；所述微細電火花主軸系統(tǒng)2包括直流電機2-1、直流電機帶輪2-2、直流電機連接板2-5、旋轉(zhuǎn)主軸2-6、從動帶輪2_4、主軸夾持體2-7、碳刷2-3、微沖壓模具的沖頭2-8、旋轉(zhuǎn)主軸夾頭2-9、主軸絕緣板2_10和主軸L型支架2-12 ；旋轉(zhuǎn)主軸2-6的下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)主軸夾頭2-9，直流電機2-1(通過螺釘)固定在直流電機連接板2-5上，旋轉(zhuǎn)主軸2-6通過壓緊件2-13安裝在主軸夾持體2-7內(nèi)(在壓緊件2-13和主軸夾持體2-7的作用下，旋轉(zhuǎn)主軸2-6只能繞自身軸線旋轉(zhuǎn)，不能沿軸向上下移動)，微沖壓模具的沖頭2-8固定在旋轉(zhuǎn)主軸夾頭2-9上，且旋轉(zhuǎn)主軸2-6、旋轉(zhuǎn)主軸夾頭2-9和微沖壓模具的沖頭2-8三者同軸，旋轉(zhuǎn)主軸2-6的上端放置于碳刷2-3的中心孔內(nèi) (微細電火花加工過程中通過碳刷2-3上電)，主軸夾持體2-7及碳刷2-3 (通過螺栓)固定在主軸絕緣板2-10上，直流電機帶輪2-2與安裝在旋轉(zhuǎn)主軸2-6上端的從動帶輪2-4通過皮帶相連以實現(xiàn)微細電火花加工過程中主軸旋轉(zhuǎn)，主軸絕緣板2-10(通過螺栓)固定在主軸L型支架2-12上；所述微沖壓模具3采用分體式結(jié)構(gòu)，包括由從上至下疊置且固定在一起的模具連接板3-1、上模座3-2和上模板3-3構(gòu)成的第一層I、由從上至下疊置且固定在一起的中間墊板3-5和壓料板3-10構(gòu)成的第二層II、由從上至下疊置且固定在一起的凹模固定板3-7和下模座3-8構(gòu)成第三層III、四套導向機構(gòu)、四套壓邊裝置、四個頂出彈簧3-9、 凹模3-16、沖頭導套3-17和兩個檔板3-15 ；每套導向機構(gòu)包括精密導柱3_4和兩個導套3-6，每套壓邊裝置包括壓邊力彈簧3-12、壓邊力螺柱3-11、壓邊力螺釘3-14和擋圈3_13； 第一層I、第二層II、第三層III由上至下依次設(shè)置，模具連接板3-1與微細電火花主軸系統(tǒng) 2的主軸夾持體2-7的下端面連接；旋轉(zhuǎn)主軸2-6的下端位于模具連接板3-1上中心處開有的主軸通孔3-1-1、旋轉(zhuǎn)主軸2-6上的旋轉(zhuǎn)主軸夾頭2-9位于上模座3-2中心處開有的夾頭通孔3-2-1內(nèi)，微沖壓模具的沖頭2-8經(jīng)由上模板3-3上的沖頭通孔3-3-1并穿出所述沖頭通孔3-3-1 ；中間墊板3-5的中心處設(shè)有微沖壓模具的沖頭2-8可穿過的中間墊板通孔3-5-1，中間墊板通孔3-5-1的下方的設(shè)有沖頭導套3-17，所述沖頭導套3_17安裝在壓料板3-10上，位于沖頭導套3-17正下方的凹模3-16安裝在凹模固定板3-7上；四套導向機構(gòu)均布設(shè)置在模具連接板3-1和下模座3-8之間，每個精密導柱3-4的下端固裝在凹模固定板3-7上，每個精密導柱3-4穿過第二層II，每個精密導柱3-4的上端可與第一層I 中的上模座3-2及上模板3-3上的導向通孔3-2-3-3相配合，每個精密導柱3_4與壓料板 3-10之間設(shè)有一個導套3-6，每個精密導柱3-4與上模板3-3之間設(shè)有另一個導套3_6，每個精密導柱3-4與其上兩個導套3-6過盈配合；四套壓邊裝置均布設(shè)置在上模座3-2和壓料板3-10之間，每個壓邊力螺柱3-11由下至上依次穿過壓料板3-10、中間墊板3-5，且壓邊力螺柱3-11上的螺帽頂在壓料板3-10上的螺帽階梯孔3-10-1的臺肩上，通過擋圈3-13 及壓邊力螺釘3-14將壓邊力彈簧3-12套裝在壓邊力螺柱3-11上，壓邊力螺釘3_14與壓邊力螺柱3-11螺紋連接；在上模板3-3及上模座3-2開設(shè)四個壓邊裝置階梯孔3-3-2，每套壓邊裝置的正上方對應(yīng)于一個壓邊裝置階梯孔3-3-2，第一層I下行時，壓邊裝置階梯孔 3-3-2上的臺肩3-2-2與相應(yīng)的擋圈3-13的上端面接觸；四個頂出彈簧3_9位于第二層II 和第三層III之間，且均布設(shè)置在凹模固定板3-7上；凹模固定板3-7兩側(cè)各固定有一個檔板 3-15，頂出彈簧3-9的伸長長度和擋板3-15共同決定凹模固定板3-7和壓料板3_10之間的距離。
為了實現(xiàn)微細電火花主軸系統(tǒng)2與微沖壓模具3絕緣，模具連接板3-1采用絕緣效果好得絕緣陶瓷材料。微細電火花主軸系統(tǒng)2與微沖壓模具3的相互位置關(guān)系通過銷釘進行定位，保證各個部件的同軸精度。工作時，通過主軸L型支架2-12將微細電火花主軸系統(tǒng)2固定在基于直線電機驅(qū)動微沖壓系統(tǒng)的上工作臺7上，下模座3-8與基于直線電機驅(qū)動微沖壓系統(tǒng)的下工作臺8進行連接。
本實施方式中當?shù)谝粚覫下行合模時，壓邊裝置階梯孔3-3-2上的臺肩3-2-2與相應(yīng)的擋圈3-13的上端面接觸后，第二層II在第一層I的作用下，共同下行直至沖頭導套 3-17與凹模3-16上的金屬箔板(待加工件)接觸，完成合模，第二層II停止下行，如圖8所示；此時第一層I與第二層II之間的間隙H為0. 5 1. 2mm。第一層I在微沖壓系統(tǒng)上工作臺7的作用下繼續(xù)下行進行沖壓過程，與此同時，壓邊裝置中的壓邊力彈簧3-12進一步產(chǎn)生壓縮，產(chǎn)生的壓縮量為0.4 1. 1mm，所述壓縮量產(chǎn)生的向下方向的力通過壓料板3-10 傳遞給沖頭導套3-17，用于為沖頭導套3-17和凹模3-16之間的金屬箔板(待加工件)提供壓邊力。
本實施方式中的XY精密移動平臺1中的工作臂1-1在XY水平面內(nèi)移動。為現(xiàn)有技術(shù)范疇?！癤Y精密移動平臺1”可選用日本Suruga Seiki Co.生產(chǎn)的型號為KS211-200 的XY精密移動平臺。
所述高分辨CXD視覺系統(tǒng)4為現(xiàn)有技術(shù)范疇?！案叻直鍯XD視覺系統(tǒng)4”可選用徐州豪立電子有限公司生產(chǎn)的型號為DM-Ol的CCD視覺系統(tǒng)。
具體實施方式
二 如圖16 18所示，本實施方式所述原位制造裝置還包括片電極 6，所述片電極6設(shè)置在塊電極5的上端面上。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三如圖1 2所示，本實施方式所述原位制造裝置還包括固定座 9，所述XY精密移動平臺1安裝在固定座9上。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一或二相同。
具體實施方式
四本實施方式所述導向機構(gòu)的導向精度為士 Ιμπι。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一、二或三相同。
具體實施方式
五本實施方式所述從動帶輪2-4為銅帶輪。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
四相同。
具體實施方式
六本實施方式所述主軸絕緣板2-10為大理石板。其它組成及連接關(guān)系與具體實施方式
一、二或三相同。
針對本發(fā)明再進行如下闡述(如圖1至圖18)
所述的微沖壓模具采用分體結(jié)構(gòu)，分為三層，每層中各板采用螺釘連接，采用銷釘定位。為盡量提高精度，減小模具裝配時各板間的誤差，對模具結(jié)構(gòu)進行精簡，采用較少的板數(shù)的緊湊結(jié)構(gòu)。模具采用精密導柱3-4和導套3-6進行精確導向。為了提高導向精度， 采用負間隙導向模架(導柱3-4和導套3-6過盈配合)，導向精度為士 Ιμπι。精密導柱3-4 采用倒裝式結(jié)構(gòu)(如圖7和圖8)，下端固定在凹模固定板3-7上。
凹模3-16放置于凹模固定板3-7中進行固定。沖頭3_18夾持在旋轉(zhuǎn)主軸3_19 上，并采用沖頭導套3-17進行導向及保護。擋板3-15固定在凹模固定板3-7側(cè)面，對壓料板3-10在開模時進行限位。
合模時采用彈簧3-12、螺柱3-11、螺釘3-14和擋圈3_13的組合結(jié)構(gòu)，可以避免模具板之間的剛性碰撞，推壓料板3-10進行合模，同時在沖孔過程中對金屬箔板(待加工件) 提供壓邊力。另外沖孔時彈簧3-12的最后變形量，提供沖孔過程所需的行程。
開模時，隨著上層模具(3-1、3_2和3-3)的向上移動，中間層(3_5和3_10)在頂出彈簧3-9的作用下向上移動，當壓料板3-10移動到與擋板3-15平齊時，第二層完成開模。頂出彈簧3-9的伸長長度和擋板3-15共同決定凹模固定板3-7和壓料板3-10之間的距離。繼續(xù)上移后，第一層也完成開模。
裝置連續(xù)沖孔時，壓料板3-10和凹模固定板3-7之間的距離提供沖孔時送料裝置 (送料臂)的送料空間，送料臂能夠在直線電機驅(qū)動的XY移動平臺的帶動下，使金屬箔板沿水平兩個方向進行移動，完成陣列孔沖孔送料過程。
利用本發(fā)明進行沖頭制作、凹模原位加工以及沖頭修整的具體過程為
第一階段、沖頭制作首先將微沖壓模具第二層(中間墊板3-5和壓料板3-10構(gòu)成的壓料部分)以及其上的壓邊裝置及凹模移除，采用塊電極5磨削方法加工微型沖頭2-8 的工作端；在微細電火花加工過程中，微沖壓模具的沖頭2-8通過碳刷2-3上電并接電源正極，塊電極5接電源負極；
第二階段、凹模原位加工采用加工的微型沖頭2-8作為電極原位加工凹模 4-3 (凹模4-3上的工作孔3-16-2)；在該過程中，凹模3_16接電源正極，微沖壓模具的沖頭 2-8通過碳刷2-3上電，并接電源負極；
第三階段、沖頭修整采用片電極6 (片電極6設(shè)置在塊電極5的上端面上)刃拷微型沖頭2-8，將在第二階段中微型沖頭2-8電極損耗部分去除。在該過程中，微沖壓模具的沖頭2-8通過碳刷2-3上電并接電源正極，片電極6接電源負極；
完成上述三個步驟后，安裝微沖壓模具的第二層(中間墊板3-5和壓料板3-10) 及其上的壓邊裝置及凹模，開始沖壓實驗。
模具原位制造過程中采用高分辨CCD視覺系統(tǒng)4進行在線測量，以確保微型模具的加工尺寸。
本發(fā)明所述的裝置利用微細電火花方法實現(xiàn)了微型沖頭和凹模的原位制造，省去了微沖壓模具中微型沖頭與凹模的二次裝配，保證了沖頭與凹模上的工作孔之間的間隙均勻性。同時解決了現(xiàn)有原位制造設(shè)備中由于沒有相應(yīng)的壓邊裝置，致使微孔的斷面質(zhì)量較差、沖頭壽命短等問題，滿足了陣列微孔類零件高精度、低成本批量制造要求。
權(quán)利要求
1. 一種微沖壓模具原位制造裝置，所述原位制造裝置包括XY精密移動平臺(1)、高分辨CCD視覺系統(tǒng)(4)和塊電極(5)，所述塊電極(5)安裝在XY精密移動平臺⑴上的工作臂(1-1)上，高分辨CCD視覺系統(tǒng)(4)固定在XY精密移動平臺(1)上，其特征在于所述原位制造裝置還包括微細電火花主軸系統(tǒng)( 和微沖壓模具(3) ；XY精密移動平臺(1)的設(shè)置高度與微細電火花主軸系統(tǒng)O)的微沖壓模具的沖頭0-8)的位置一致；所述微細電火花主軸系統(tǒng)( 包括直流電機0-1)、直流電機帶輪0-2)、直流電機連接板0-5)、旋轉(zhuǎn)主軸0-6)、從動帶輪0-4)、主軸夾持體0-7)、碳刷0-3)、微沖壓模具的沖頭0-8)、旋轉(zhuǎn)主軸夾頭0-9)、主軸絕緣板0-10)和主軸L型支架0-1 ；旋轉(zhuǎn)主軸0-6)的下端設(shè)有旋轉(zhuǎn)主軸夾頭0-9)，直流電機固定在直流電機連接板(2- 上，旋轉(zhuǎn)主軸(2-6)通過壓緊件安裝在主軸夾持體0-7)內(nèi)，微沖壓模具的沖頭(2-8)固定在旋轉(zhuǎn)主軸夾頭(2-9)上，且旋轉(zhuǎn)主軸0-6)、旋轉(zhuǎn)主軸夾頭(2-9)和微沖壓模具的沖頭(2-8)三者同軸， 旋轉(zhuǎn)主軸0-6)的上端放置于碳刷0-3)的中心孔內(nèi)，主軸夾持體(2-7)及碳刷0-3)固定在主軸絕緣板0-10)上，直流電機帶輪(2- 與安裝在旋轉(zhuǎn)主軸(2-6)上端的從動帶輪 (2-4)通過皮帶相連，主軸絕緣板0-10)固定在主軸L型支架0-1 上；所述微沖壓模具C3)采用分體式結(jié)構(gòu)，包括由從上至下疊置且固定在一起的模具連接板(3-1)、上模座(3- 和上模板(3- 構(gòu)成的第一層(I )、由從上至下疊置且固定在一起的中間墊板(3- 和壓料板(3-10)構(gòu)成的第二層(II )、由從上至下疊置且固定在一起的凹模固定板(3-7)和下模座(3-8)構(gòu)成第三層(III)、四套導向機構(gòu)、四套壓邊裝置、四個頂出彈簧(3-9)、凹模(3-16)、沖頭導套(3-17)和兩個檔板(3_15)；每套導向機構(gòu)包括精密導柱(3-4)和兩個導套(3-6)，每套壓邊裝置包括壓邊力彈簧(3-12)、壓邊力螺柱(3-11)、 壓邊力螺釘(3-14)和擋圈(3-13)；第一層(I )、第二層(II )、第三層(III)由上至下依次設(shè)置，模具連接板(3-1)與微細電火花主軸系統(tǒng)( 的主軸夾持體(2-7)的下端面連接； 旋轉(zhuǎn)主軸0-6)的下端位于模具連接板(3-1)上中心處開有的主軸通孔(3-1-1)、旋轉(zhuǎn)主軸(2-6)上的旋轉(zhuǎn)主軸夾頭(2-9)位于上模座(3-2)中心處開有的夾頭通孔(3-2-1)內(nèi)， 微沖壓模具的沖頭(2-8)經(jīng)由上模板(3- 上的沖頭通孔(3-3-1)并穿出所述沖頭通孔 (3-3-1)；中間墊板(3-5)的中心處設(shè)有微沖壓模具的沖頭(2-8)可穿過的中間墊板通孔 (3-5-1)，中間墊板通孔(3-5-1)的下方的設(shè)有沖頭導套(3-17)，所述沖頭導套(3_17)安裝在壓料板(3-10)上，位于沖頭導套(3-17)正下方的凹模(3-16)安裝在凹模固定板(3_7) 上；四套導向機構(gòu)均布設(shè)置在模具連接板(3-1)和下模座(3-8)之間，每個精密導柱(3-4) 的下端固裝在凹模固定板(3-7)上，每個精密導柱(3-4)穿過第二層(II )，每個精密導柱 (3-4)的上端可與第一層(I )中的上模座(3- 及上模板(3- 上的導向通孔(3-2-3-3) 相配合，每個精密導柱(3-4)與壓料板(3-10)之間設(shè)有一個導套(3-6)，每個精密導柱 (3-4)與上模板(3- 之間設(shè)有另一個導套(3-6)，每個精密導柱(3-4)與其上兩個導套 (3-6)過盈配合；四套壓邊裝置均布設(shè)置在上模座(3- 和壓料板(3-10)之間，每個壓邊力螺柱(3-11) 由下至上依次穿過壓料板(3-10)、中間墊板(3-5)，且壓邊力螺柱(3-11)上的螺帽頂在壓料板(3-10)上的螺帽階梯孔(3-10-1)的臺肩上，通過擋圈(3-13)及壓邊力螺釘(3_14)將壓邊力彈簧(3-12)套裝在壓邊力螺柱(3-11)上，壓邊力螺釘(3-14)與壓邊力螺柱(3_11)螺紋連接；在上模板(3- 及上模座(3- 開設(shè)四個壓邊裝置階梯孔(3-3-2)，每套壓邊裝置的正上方對應(yīng)于一個壓邊裝置階梯孔(3-3-2)，第一層(I )下行時，壓邊裝置階梯孔 (3-3-2)上的臺肩(3-2-2)與相應(yīng)的擋圈(3-13)的上端面接觸；四個頂出彈簧(3-9)位于第二層(II )和第三層(III)之間，且均布設(shè)置在凹模固定板(3-7)上；凹模固定板(3-7)兩側(cè)各固定有一個檔板(3-15)，頂出彈簧(3-9)的伸長長度和擋板(3-15)共同決定凹模固定板(3-7)和壓料板(3-10)之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微沖壓模具原位制造裝置，其特征在于所述原位制造裝置還包括片電極(6)，所述片電極(6)設(shè)置在塊電極(5)的上端面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種微沖壓模具原位制造裝置，其特征在于所述原位制造裝置還包括固定座(9)，所述XY精密移動平臺(1)安裝在固定座(9)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種微沖壓模具原位制造裝置，其特征在于所述導向機構(gòu)的導向精度為士 lym。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種微沖壓模具原位制造裝置，其特征在于所述從動帶輪 (2-4)為銅帶輪。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的一種微沖壓模具原位制造裝置，其特征在于所述主軸絕緣板O-10)為大理石板。
全文摘要
一種微沖壓模具原位制造裝置，屬于精密機械制造領(lǐng)域。本發(fā)明所述的裝置利用微細電火花方法實現(xiàn)了微型沖頭和凹模的原位制造，省去了微沖壓模具中微型沖頭與凹模的二次裝配，保證了沖頭與凹模上的工作孔之間的間隙均勻性。所述微沖壓模具采用分體式三層結(jié)構(gòu)，四套導向機構(gòu)均布設(shè)置在模具連接板和下模座之間，每個精密導柱的下端固裝在凹模固定板上，每個精密導柱穿過第二層，每個精密導柱的上端可與第一層相配合，每個精密導柱與其上兩個導套過盈配合；四套壓邊裝置均布設(shè)置在上模座和壓料板之間；四個頂出彈簧位于第二層和第三層之間。本發(fā)明可實現(xiàn)微沖孔、微拉深以及微脹形等多種微成形工藝，特別適合微孔類零件和微杯件的低成本批量制造。
文檔編號B23H9/12GK102489802SQ20111042941
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月20日
發(fā)明者單德彬, 徐杰, 王振龍, 王春舉, 王玉魁, 遲關(guān)心, 郝智聰, 郭斌 申請人:哈爾濱工業(yè)大學