[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

摘要

薄壁复杂曲面微结构构件超声振动辅助微胀形装置及方法，它涉及一种薄壁复杂曲面微结构成形装置及方法，以解决薄壁复杂曲面微结构构件现有工艺无法制造的问题，它包括上连接座、下连接座、超声波振动源、凸模、凹模和压料板；超声波振动源安装在上连接座上，上连接座竖向滑动安装在下连接座上，凹模安装在下连接座上，凸模滑动设置在压料板的内孔中，凸模下表面带有阵列的凸起微结构，凹模上表面带有阵列的凹陷微结构，凸起微结构与凹陷微结构匹配设置。微成形方法如下：一、装置组装，二、坯料板微胀形，得到薄壁复杂曲面微结构阵列构件。

主权项

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。