[发明专利]薄壁复杂曲面微结构构件超声振动辅助微胀形方法

权利要求书

1.一种薄壁复杂曲面微结构构件超声振动辅助微胀形方法，其特征在于：该方法是这样实现的：

一、装置组装，将凸模(4)和凹模(5)分别加工出曲面形的凸起微结构和凹陷微结构，将凹模(5)安装在下模座(2-1)上，将坯料板(7)放置在凹模(5)的带有凹陷微结构上，压料板(6)安装在凹模(5)上并压紧坯料板(7)，将凸模(4)置于压料板(6)的内孔中，将超声波振动源(3)安装在上连接座(1)上，超声振动冲头(3-1)及变幅杆(3-2)穿过支撑板(2-4)的中心孔，然后，将上连接器(8)和下连接器(9)连接在固定设备上；

二、坯料板微胀形，上连接器(8)连接在试验机上，上连接座(1)连接在上连接器(8)上，在试验机作用下向下运动，其运动方向由导向柱(1-4)导向，超声波振动源(3)由上连接器(8)经上模座(1-1)、上支撑柱(1-2)和固定板(1-3)带动向下运动，启动超声波振动源(3)，超声振动冲头(3-1)作用到凸模(4)上，随着凸模(4)运动而向下运动，凸模(4)向下运动作用到坯料板(7)上，同时，超声波振动源(3)提供超声振动并经变幅杆(3-2)、凸模(4)作用到坯料板(7)上，超声振动频率为20-40KHz，振幅为1-10微米；

凸起微结构和凹陷微结构阵列相互配合，坯料板(7)在凸模(4)和凹模(5)共同作用下，并有超声振动的辅助，产生胀形变形，当凸模(4)下降到与凹模(5)的间隙是坯料板(7)的厚度时，试验机停止上连接座(1)向下运动，并保持所在位置一定时间后返程，取出凸模(4)后即可取出成形的薄壁复杂曲面微结构阵列构件；

凸起微结构(4-1)为球冠结构，凹陷微结构(5-1)为与球冠结构相匹配的球冠槽，成形出壁厚为30-100μm薄壁复杂曲面微结构球冠构件，球冠曲面结构：球径2.44mm、高0.3mm，阵列宽30mm、长50mm，在三思拉伸试验机上，成形工艺参数：最大输出力为10kN，输出速度为1-10mm/min；超声振动频率20-40kHz，振幅为1-10μm；凸模(4)、凹模(5)采用精密数控加工出曲面结构，凸模(4)和凹模(5)材料采用SKD11。

2.根据权利要求1所述薄壁复杂曲面微结构构件超声振动辅助微胀形方法，其特征在于：超声振动频率为22 KHz，振幅为5微米。

3.根据权利要求2所述薄壁复杂曲面微结构构件超声振动辅助微胀形方法，其特征在于：超声波振动源(3)由压电陶瓷提供振动。