异形微冲裁零件的在线制备和精度问题研究

摘要

随着产品微型化需求的日益增加，微细加工技术的研究逐渐成为热点。利用微细加工技术制作出的微传感器和微执行器已在电子信息、汽车工业、医疗器械和航空航天等高精尖领域中得到了广泛的应用。微冲裁技术作为一种新兴的微细加工方法，与传统的特种加工和微细加工相比，它具有成本低、效率高、工艺简单和近净成形等优点，非常适合微尺寸零件的批量制造，具有广泛的应用前景。 本文参与搭建了微细电火花-微冲裁复合加工机床，并基于NI LabVIEW软件编制了控制程序，基于此实验平台提出了一种新的微模具加工工艺流程和对中方案，并针对异形微冲裁零件的制备和精度问题进行了研究。 为确保模具加工的精度和模具间对位的准确性，从模具制备到零件冲裁等一系列工艺均采用在线加工的方式，此方式避免了模具二次装夹产生的位置误差，并最终确定以微细电火花加工技术作为微模具制备的技术手段。为验证基于此台设备加工出异形微冲裁零件的可行性，本文设计了一种异形零件形状，并针对加工对应的微模具时出现的加工特点，通过对比选定了更加灵活、可靠的加工工艺流程。通过运动平台的运动精度的测定结果对凹凸模对中误差进行了理论分析，并通过改变对中流程提高了凹凸模对中的精度。 利用微细电火花三维铣削技术对凹模和反拷贝电极进行制备，利用反拷贝技术对凸模进行制备，通过多次试加工实验获得准确的加工间隙，从而精确控制模具的尺寸，进而准确控制冲裁间隙的大小。实验结果表明基于此工艺方法能够实现异形微冲裁零件的制备，且加工出的微模具尺寸偏差仅在2.5μm内，在10μm的冲裁间隙下获得的异形微冲裁零件无明显的形状误差，其中冲孔件的尺寸偏差在2μm内，而落料件的尺寸偏差在2.5μm内，表明了基于此设备的工艺方法能够实现异形微尺寸零件的制备。

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