[发明专利]一种金属薄板脉冲电流辅助微弯曲成形装置及方法

权利要求书

1.一种金属薄板脉冲电流辅助微弯曲成形装置，其特征在于：它包括模具组件、加载装置、脉冲电源系统和控制系统，模具组件安装在加载装置内，脉冲电源系统与模具组件连接并向模具组件提供脉冲，加载装置和脉冲电源系统均与控制系统连接，通过控制系统对模具组件、加载装置和脉冲电源系统进行自动控制；

模具组件包括上模板(4)、上绝缘板(6)、铜电极(7)、凸模(9)、凹模(13)、定位板(11)、下绝缘板(14)、下模板(16)、导套(8)和导柱(12)；

上模板(4)的上部中心位置开孔并安装有模柄(2)，模柄(2)的上下两端分别与加载装置的压力机滑块(3)和上模板(4)相连；上绝缘板(6)安装在上模板(4)的下端，凸模(9)通过铜电极(7)安装在上绝缘板(6)的下端；

下模板(16)安装在上模板(4)的正下方，下模板(16)与上模板(4)之间通过导套(8)和导柱(12)连接，下绝缘板(14)安装在下模板(16)上，凹模(13)安装在下绝缘板(14)上，微小工件(10)通过定位板(11)安装在凹模(13)上；

加载装置包括压力机上板(1)、压力机滑块(3)、压力机导轨(5)、压力机平台(15)、压力传感器(21)、位移传感器(22)、压电陶瓷(23)和增压传动装置(24)；

压力机上板(1)、压力机滑块(3)和压力机平台(15)由上至下依次通过压力机导轨(5)连接，模具组件安装在加载装置的压力机滑块(3)和压力机平台(15)之间；

压力机上板(1)和压力机滑块(3)之间由上至下依次安装有增压传动装置(24)和压电陶瓷(23)，压力传感器(22)安装在压力机滑块(3)的压力采集点上，位移传感器(21)安装在模柄(2)的位移采集点上；

凸模(9)与凹模(13)采用部分接触的结构，凸模(9)的顶端外形为半径为R的球状，合模后凸模(9)与凹模(13)接触部分的长度为R+(1.5-2)t，合模后凸模(9)与凹模(13)未接触部分之间的距离为(0.8-1)t，其中t为金属薄板的厚度。

2.根据权利要求1所述一种金属薄板脉冲电流辅助微弯曲成形装置，其特征在于：微小工件(10)的材质为钛、镁、铝、铜的金属及其合金，或者不锈钢、镍基高温合金和高强度钢，微小工件(10)的厚度(t)＝0.05-1mm的薄板。

3.根据权利要求2所述一种金属薄板脉冲电流辅助微弯曲成形装置，其特征在于：脉冲电源系统包括脉冲电流发生器(17)、电源导线(19)、电极接触装置(20)和脉冲电流控制器(26)；

脉冲电流发生器(17)的输出端通过电源导线(19)分别与铜电极(7)和凹模(13)上的电极接触装置(20)相连接，脉冲电流发生器(17)的输入端与脉冲电流控制器(26)的输出端连接，脉冲电流控制器(26)将设定的程序化脉冲电流参数信号发送至脉冲电流发生器(17)，脉冲电流发生器(17)根据接收到的脉冲电流控制信号输出相应的脉冲电流，脉冲电流通过凸模(9)和凹模(13)作用于微小工件(10)。

4.根据权利要求3所述一种金属薄板脉冲电流辅助微弯曲成形装置，其特征在于：控制系统包括脉冲数据采集器(25)、A/D转化器(27)、微型计算机(28)、D/A转化器(29)、成形载荷控制器(30)和陶瓷驱动器(31)；

脉冲数据采集器(25)的一端与电源导线(19)连接，脉冲数据采集器(25)的另一端与微型计算机(28)相连，脉冲数据采集器(25)将采集到的脉冲参数数据输送至微型计算机(28)进行实时显示；

A/D转化器(27)的输入端与压力传感器(22)和位移传感器(21)连接，A/D转化器(27)的输出端连接至微型计算机(28)，压力传感器(22)和位移传感器(21)将采集到信号传输给A/D转化器(27)，A/D转化器(27)将信号转化后输送至所述微型计算机(28)进行实时显示；

成形载荷控制器(30)的输出端与陶瓷驱动器(31)相连接，成形载荷控制器(30)的输入端通过D/A转化器(29)连接至微型计算机(28)，陶瓷驱动器(31)的输出端与压电陶瓷(23)相连接。