专利名称：双导向自顶出的微型精密零件塑性成形装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种机械加工技术领域的塑性成形装置，具体是一种双导向自顶出 的微型精密零件塑性成形装置。
背景技术：
随着微型机械和微型机电系统的发展，对于微型零件加工的需求也越来越广 泛。而微型精密零件的成形工艺与常规零件相比具有很多不同的特点，比如要求模 具精度更高，与此相应成形过程中模具主要零部件之间的相对运动精度更高，如果 成形零件材料要求在真空和高温下成形，还需要成形过程和脱模过程都能够自动完 成。因此，微型精密零件的成形模具的设计与常规成形模具结构的设计，及它们的 工作过程都有很大不同。在很多情况下，微型精密零件的成形模具的核心零件(凸、 凹模)需要高精度的加工手段，而其它辅助零部件只需要常规加工方法加工，这样， 就需要解决精密成形的核心零件(凸模和凹模)与其它辅助零部件之间的连接和装 配问题；另外如果零件在特殊环境(如真空高温环境)下成形，可能有些特殊要求， 比如自动脱模问题，这些都是微型精密零件成形模具设计的关键问题。
通过对现有技术文献进行检索发现，郭斌、单德彬等提出的"用于微型零件精 密成形的微型浮动模具装置"，公开号为CN1554499A的发明专利，该专利中成形零 件的高精度主要由凸模和凹模来保证，凸、凹模由高精度加工技术加工而成，配合 间隙只有几个微米，凸模与其它零部件的连接是浮动的，凹模可以自由上下运动， 但微型精密零件的成形动作与其它辅助成形动作没有隔离开，限制了零件成形的精 度；谢建新、张志豪等提出的"一种非晶合金精密零部件超塑性模锻成形装置及方 法"，公开号为CN1456401A的发明中，提出了一种将空心零件充型和冲孔连续成形 的装置，可以在真空炉内连续完成充型和冲孔两次操作，成形结束后卸载后通过弹 簧顶出成形零件。因需要额外的卸料弹簧，不容易保证装置内精密成形系统的独立 性和需要成形的微型精密零件的精度。
发明内容
本发明的目的针对现有技术的不足，提供一种双导向自顶出的微型精密零件塑 性成形装置，能够实现成形过程中高精度导向及成形结束后的自动脱模。
本发明是通过以下的技术方案实现的，本发明包括模座、浮动装置、组合压 头和卸模螺栓，浮动装置和组合压头依次设置在模座的工作腔内，由螺钉压紧，卸 模螺栓设置在模座底部，卸模螺栓的顶部抵住浮动装置。
浮动装置包括下凸模支承、下凸模、凹模、凹模支承、固定块、支承弹簧，下 凸模支承置于模座下部的工作腔内，固定块置于下凸模支承的上端，下凸模下端插 入固定块，置于下凸模支承上，支承弹簧置于模座下部工作腔内的下凸模支承上， 凹模支承置于支承弹簧的上端面并与下凸模支承和固定块配合，凹模置于凹模支承 的上端面，下凸模的上端插入凹模的模腔。
组合压头包括活动压头、连接座、凹模压头、上凸模和两个销钉，连接座置 于模座上部的工作腔内，凹模压头置于连接座的中心孔内，凹模压头下端压紧凹模， 销钉连接凹模压头和活动压头，活动压头置于凹模压头的工作腔内，活动压头的下 端压紧上凸模，上凸模的下端置于凹模的模腔内。
所述的固定块上设有中心孔，下凸模下端插入固定块的中心孔内。
所述连接座内开有窄槽。
下凸模和上凸模与凹模精密配合，零件成形完全在凹模内完成，成形过程中凹 模与上、下凸模实现双导向。下凸模下端通过固定块固定在下凸模支承上，下凸模 上端与凹模精密配合，上凸模下端与凹模精密配合，上端通过活动压头传递成形压 力。成形过程中凹模在凹模压头的作用下，与上凸模同时向下运动，完成浮动成形。 成形结束后销钉弹入连接座的窄槽内，使凹模压头与活动压头的连接失效，凹模向 下运动，下凸模将成形零件顶出。凹模的成形工作行程与脱模工作行程通过支承弹 簧实现。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果通过成形设备的压头压紧凹模 压头，带动凹模、上凸模完成微型精密零件的成形和脱模，很好的解决了微型精密 零件成形模具中高精度的核心零件与常规精度的辅助零件的功能的协调，既能完成 微型精密零件的成形，又不会增加不必要的模具制造成本。
图l为本发明的结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明的实施例作详细说明本实施例在以本发明技术方案为 前提下进行实施，给出了详细的实施方式和操作过程，但本发明的保护范围不限于 下述的实施例。
如图1所示，本实施例包括模座l、浮动装置、组合压头、紧固螺钉6和卸 模螺栓15,浮动装置和组合压头依次设置在模座1的工作腔内，由紧固螺钉6压 紧，卸模螺栓15设置在模座1底部，卸模螺栓1的顶部抵住浮动装置。
浮动装置包括下凸模支承2、下凸模3、凹模4、凹模支承12、固定块13、支 承弹簧14，下凸模支承2置于模座1下部的工作腔内，固定块13置于下凸模支承 2的上端，下凸模3下端插入固定块13，置于下凸模支承2上，支承弹簧14置于 模座1下部工作腔内的下凸模支承2上，凹模支承12置于支承弹簧14的上端面并 与下凸模支承2和固定块13配合，凹模4置于凹模支承12的上端面，下凸模3的 上端插入凹模4的模腔。
组合压头包括活动压头5 、连接座7、凹模压头8、上凸模10和两个销钉， 连接座7置于模座1上部的工作腔内，凹模压头8置于连接座7的中心孔内，凹模 压头8下端压紧凹模4，销钉9连接凹模压头8和活动压头5，活动压头5置于凹 模压头8的工作腔内，活动压头5的下端压紧上凸模10，上凸模10的下端置于凹 模4的模腔内。
所述的固定块13上设有中心孔，下凸模3下端插入固定块13的中心孔内。 所述连接座7内开有窄槽。
成形设备可以提供的高温真空环境为最高加热温度1200°C，满载时的热态 真空度5X10"Pa;可以提供的最大加载力为20腦，压头位移精度为示值的士O. 5%; 本发明中凸、凹模的加工精度为轮廓误差《土1. 5u m,加工表面粗糙度《0. 05 w m。 本发明作为一种微型零件精密塑性成形模具结构，在成形设备提供的高温真空环境 下，可用于成形零件最大轮廓尺寸小于lmra，零件特征尺寸为微米级的体积成形类 零件。成形装置依次将下凸模支承2、支承弹簧14、固定块13、下凸模3、凹模支承 12、凹模4装配好放入模座1的工作腔内，再将坯料11放入凹模4的模腔内，上 凸模10也放入凹模4的模腔内；再将连接座7、凹模压头8、销钉9、活动压头5 装配好放入模座l上部的工作腔内；最后用紧固螺钉6固定，防止浮动装置、组合 压头弹出。成形过程成形设备下压凹模压头8，凹模4和凹模支承12向下运动， 支承弹簧14被压縮，同时活动压头5由于两个销钉9的连接作用也随着凹模压头 8向下运动，压紧上凸模10，上凸模10、下凸模3与凹模4的模腔形成了一个封 闭的成形空间，坯料11在上凸模10的压縮作用下充填凹模模腔完成成形。成形结 束后连接凹模压头8和活动压头5的两个销钉9滑入连接座7的窄槽内，活动压头 5与凹模压头8的连接失效，活动压头5、上凸模10停止向下运动，凹模4、凹模 支承12随着凹模压头8的下压继续向下运动，下凸模将成形零件顶出。成形结束 后的卸模过程松开紧固螺钉6，通过支撑弹簧14和卸模螺栓15可以完成整个成 型装置的拆卸。
凹模4中心的模腔、上凸模10和下凸模3的加工精度和配合精度与需要成形 的微型精密零件的精度相匹配，凹模4的外轮廓和模座1的加工精度和配合精度是 常规精加工的精度，其它辅助零部件的加工和配合精度也是常规精加工的精度。在 工作过程中，凸、凹模的高精度的成形运动与其它辅助零部件常规精度的导向运动 协调一致，保证微型精密零件的成形和脱模。
权利要求
1、一种双导向自顶出的微型精密零件塑性成形装置，包括模座、浮动装置、组合压头和卸模螺栓，浮动装置和组合压头依次设置在模座的工作腔内，由螺钉压紧，卸模螺栓设置在模座底部，卸模螺栓的顶部抵住浮动装置，其特征在于浮动装置包括下凸模支承、下凸模、凹模、凹模支承、固定块、支承弹簧，下凸模支承置于模座下部的工作腔内，固定块置于下凸模支承的上端，下凸模下端插入固定块，置于下凸模支承上，支承弹簧置于模座下部工作腔内的下凸模支承上，凹模支承置于支承弹簧的上端面并与下凸模支承和固定块配合，凹模置于凹模支承的上端面，下凸模的上端插入凹模的模腔；组合压头包括活动压头、连接座、凹模压头、上凸模和两个销钉，连接座置于模座上部的工作腔内，凹模压头置于连接座的中心孔内，凹模压头下端压紧凹模，销钉连接凹模压头和活动压头，活动压头置于凹模压头的工作腔内，活动压头的下端压紧上凸模，上凸模的下端置于凹模的模腔内。
2、 根据权利要求l所述的双导向自顶出的微型精密零件塑性成形装置，其特征 是，所述的固定块上设有中心孔，下凸模下端插入固定块的中心孔内。
3、 根据权利要求l所述的双导向自顶出的微型精密零件塑性成形装置，其特征 是，所述连接座内开有窄槽。
全文摘要
本发明涉及一种双导向自顶出的微型精密零件塑性成形装置，包括模座、浮动装置、组合压头、紧固螺钉和卸模螺栓，浮动装置和组合压头依次设置在模座的工作腔内，由紧固螺钉压紧，卸模螺栓设置在模座底部，卸模螺栓的顶部抵住浮动装置，浮动装置包括下凸模、凹模，下凸模下端插入固定块，置于下凸模支承上，下凸模的上端插入凹模的模腔，组合压头包括凹模压头、上凸模，凹模压头置于连接座的中心孔内，凹模压头下端压紧凹模，上凸模的下端置于凹模的模腔内。能够实现成形过程中高精度导向及成形结束后的自动脱模，很好的解决了微型精密零件成形模具中高精度的核心零件与常规精度的辅助零件的功能的协调。
文档编号B21D37/16GK101543867SQ20091005044
公开日2009年9月30日 申请日期2009年4月30日 优先权日2009年4月30日
发明者任得鹏, 王茹燕, 董湘怀, 宁 马, 马智慧 申请人:上海交通大学