微細(xì)五金沖壓加工

微細(xì)五金沖壓加工
現(xiàn)在所談?wù)摰奈⒓?xì)加工指的是微零件加工技術(shù)。微零件的界定通常指的是至少有某一方向的尺寸小于100μm，它比常規(guī)的制造技術(shù)有著無可比擬的應(yīng)用前景。用該技術(shù)制作的微型機(jī)器人、微型飛機(jī)、微型衛(wèi)星、衛(wèi)星陀螺、微型栗、微型儀器儀表、微型傳感器、集成電路等等，在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)許多領(lǐng)域都有著出色的應(yīng)用，他能給許多領(lǐng)域帶來新的拓展和突破，無疑將對我國未來的科技和國防事業(yè)有著深遠(yuǎn)的影響，對世界科技發(fā)展的推動作用也是難以估量的。譬如微型機(jī)器人可完成光導(dǎo)纖維的引線、粘接、對接等復(fù)雜操作和細(xì)小管道、電路的檢測，還可以進(jìn)行集成芯片生產(chǎn)、裝配等等，僅此就不難窺見微細(xì)加工誘人的魅力。
發(fā)達(dá)工業(yè)國家對微細(xì)加工的研究開發(fā)十分重視，投入了大量的人力、物力和財力，一些有遠(yuǎn)見的著名大學(xué)和公司也加入了這一行列。我國在這方面也做了大量的研究工作，有理由認(rèn)為在21世紀(jì)，微細(xì)加工一定會像微電子技術(shù)一樣，給整個世界帶來巨大的變化和深刻的影響。對于模具工業(yè)，由于沖壓零件的微型化及精度要求的不斷提高，給模具技術(shù)提出了更高的要求。原因是微零件比傳統(tǒng)的零件成形要困難得多，其理由是：
①零件越小，表面積與體積比迅速增大；
②工件與工具間的粘著力，表面張力等顯著增大；
③晶粒尺度的影響顯著，不再是各向同性的均勻連續(xù)體；
④工件表面存儲潤滑劑相對困難。
微細(xì)沖壓的一個重要方面是沖小孔，譬如微型機(jī)械、微型儀器儀表中就有很多需要沖壓的小孔。故研究小孔沖壓應(yīng)是微細(xì)沖壓的一個極其重要的問題。沖小孔的研究著重于：一是如何減小沖床尺寸；二是如何增大微小凸模的強(qiáng)度和剛度〔這方面除了涉及到制作的材料及加工的技術(shù)外，最常用的便是增加微小凸模的導(dǎo)向及保護(hù)等）。盡管在沖小孔上需要研究的問題還很多，但也取得了不少可喜的成績。有資料表明國外己經(jīng)開發(fā)的微沖壓機(jī)床長111mm，寬62mm，高170mm，裝有一個交流伺服電機(jī)，可產(chǎn)生3KN的壓力。該壓力機(jī)床裝有連續(xù)沖壓模，能實(shí)現(xiàn)沖裁和彎曲等。日本東京大學(xué)利用一種胃WFDG技術(shù)制作了微沖壓加工的沖頭與沖模，利用該模具進(jìn)行微細(xì)沖壓，可在50μm的聚酰胺塑料板上沖出寬為40μm的非圓截面微孔。
在超薄壁金屬筒形件拉深方面，清華大學(xué)有了良好的開端。超薄壁拉深技術(shù)的關(guān)鍵是要有高精度的成形機(jī)。他們在壁厚為0.001mm~0.1mm的超薄壁金屬圓筒成形中，研制出一臺有微機(jī)控制功能的精密成形試驗(yàn)機(jī)，使沖頭與凹模在加工過程中對中精度達(dá)到1μm，從而有效地解決了超薄壁拉深中易出現(xiàn)起皺與斷裂而不能正常操作的難題。利用該機(jī)對初始壁厚為03mm的黃銅和純鋁進(jìn)行一系列變薄拉深加工，加工出內(nèi)徑為16mm，壁厚為0.015mm~0.08mm,長度為30mm的一系列超薄壁金屬圓筒。經(jīng)檢測，成形后的超薄壁筒壁厚差小于2μm，表面粗糙度尺30.057μm，從而大大地提升了應(yīng)用該超薄壁圓筒儀器儀表的精度，相應(yīng)地也提升了安裝該儀器儀表整機(jī)的性能。