本实用新型涉及微挤压成形设备技术领域，尤其涉及一种复合超声振动辅助微挤压成形加工设备。
背景技术：
随着微型零件在电子、生物、医疗器械及微机电系统等领域应用的越来越广泛，零件的微成形技术受到广泛的关注。20世纪90年代出现了应用传统塑性加工工艺制备微型零件的微塑性成形技术,可用于生产至少在两维方向上尺寸处于1mm以下的零件。微塑性成形工艺制备的微型零件具有高精度、高生产效率、低成本和净成形等优点，微塑性成形已成为微细零部件批量生产的理想方法之一。
超声辅助微塑性成形工艺是目前微塑性成形领域前沿研究方向之一。在超声辅助微塑性成形工艺中，超声系统通过超声电源、超声换能器和超声变幅杆及超声变幅器产生超声频机械振动并将振动的幅值增大，传递给加工工具或被加工工件，使其产生高频谐振，从而实现超声辅助微塑性成形加工。现有研究文献报道的超声微塑性成形工艺主要有超声微挤压、超声微镦粗、超声微弯曲、超声微拉伸、超声微冲裁和超声微压印工艺。
由于竖直放置的超声设备需要较大的安装空间，不利于在现有压力机上进行安装，所以需要开发便于安装的超声微挤压成形装置。另外，目前所报道的超声振动辅助微成形工艺中，主要通过对被成形工件或微挤压工具单一对象施加辅助超声振动，还没有对被成形工件和微挤压工具同时施加复合超声振动的研究报道。
技术实现要素：
有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种能够同时对微挤压工具和待成形工件施加辅助超声振动且节省安装空间的复合超声振动辅助微挤压成形加工设备。
本实用新型的实施例提供一种复合超声振动辅助微挤压成形加工设备，包括相对设置的一压力机上压板和一压力机下压板，还包括二超声振动平台，其中一所述超声振动平台固定于所述压力机下圧板，另一所述超声振动平台固定于所述压力机上压板，每一所述超声振动平台均包括超声振动装置，每一所述超声振动装置上均设有一超声变幅器，其中一所述超声变幅器固定待成形工件，另一所述超声变幅器固定微挤压工具，所述待成形工件和所述微挤压工具朝向彼此设置，一升降装置至少与所述压力机上压板和所述压力机下压板其中之一连接，在所述升降装置的驱动下，所述压力机上压板和所述压力机下压板相对运动而通过减小所述微挤压工具和所述待成形工件之间的距离使所述微挤压工具加工所述待成形工件。
进一步地，所述压力机上压板和所述压力机下压板上下设置，所述升降装置与所述压力机上压板连接以驱动所述压力机上压板在竖直方向相对所述压力机下压板运动。
进一步地，还包括一机架，所述压力机上压板和所述压力机下压板位于所述机架内，所述升降装置与一驱动装置连接以被所述驱动装置驱动而发生升降运动，所述驱动装置固定于所述机架。
进一步地，所述驱动装置为电机或者液压气缸。
进一步地，所述压力机上压板、所述压力机下压板和二所述超声振动平台相互平行。
进一步地，所述二超声振动平台分别为位于所述压力机上压板的上超声振动平台和位于所述压力机下压板的下超声振动平台，二所述超声振动装置分别为上超声振动装置和下超声振动装置，所述上超声振动平台包括上超声振动装置和将所述上超声振动装置固定于所述压力机上压板的上底座，所述下超声振动平台包括下超声振动装置和将所述下超声振动装置固定于所述压力机下压板的下底座，所述上底座和所述下底座均垂直于所述压力机上压板和下压板。
进一步地，二所述超声振动装置均为双换能器驱动超声振动装置，每一所述超声振动装置还包括二超声换能器和位于所述超声变幅器相对两端的二阶梯型超声变幅杆，所述二阶梯型超声变幅杆远离所述超声变幅器的一端各连接有一所述超声换能器。
进一步地，二所述超声换能器分别与同一超声电源连接，所述超声振动装置为对称的直线型结构。
进一步地，所述上底座和所述下底座各为二个，二个所述上底座分别固定于所述上超声振动装置的所述二阶梯型超声变幅杆的法兰盘处，二个所述下底座分别固定于所述下超声振动装置的所述二阶梯型超声变幅杆的法兰盘处，阶梯型变幅杆的法兰盘处超声振幅为零。
进一步地，所述超声变幅器为多孔超声变幅器，包括主体和分别位于所述主体上下两端的上凸台和下凸台，所述上凸台上设有若干盲孔，每一所述盲孔均平行于上下方位所在的方向，且每一所述盲孔内设有螺纹，同一所述超声变幅器上的所述上凸台和所述下凸台的结构相互镜像对称，所述待成形工件或所述微挤压工具通过对应的所述盲孔固定于对应的所述超声变幅器。
本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型所述的复合超声振动辅助微挤压成形加工设备包括相互镜像对称设置的二所述超声振动平台，通过使所述微挤压工具和所述待成形工件分别固定于二所述驱动超声振动平台，从而能够对微挤压工具和待成形工件同时施加辅助超声振动。且所述压力机上压板通过升降装置与所述驱动装置连接，所述压力机上压板在所述驱动装置的驱动下相对所述压力机下压板运动并通过减小所述微挤压工具和所述待成形工件之间的距离而使所述微挤压工具加工所述待成形工件，在提高微挤压成形加工的效率、改善金属的微挤压成形能力和零件的微挤压成形质量的同时，还有助于提高微挤压成形加工的质量，且开辟了同时对微挤压工具和待成形工件施加辅助超声振动的研究方向。
附图说明
图1是本实用新型合超声振动辅助微挤压成形加工设备的正面示意图；
图2是本实用新型合超声振动辅助微挤压成形加工设备的侧视图；
图3是本实用新型合超声振动辅助微挤压成形加工设备的上换能器驱动超声振动装置的俯视图。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本实用新型的实施例提供了一种复合超声振动辅助微挤压成形加工设备，用于对待成形工件6进行微挤压成形加工，主要包括机架9和安装于所述机架9的二换超声振动平台。
所述机架9内部设有微挤压成形空间10，一压力机上压板8和一压力机下压板5分别设置于所述微挤压成形空间10的相对两端，即所述压力机上压板8 和所述压力机下压板5相对设置，所述压力机下压板5位于所述压力机上压板8 的正下方。
所述压力机上压板8、所述压力机下压板5和二所述超声振动平台相互平行。所述二超声振动平台分别为位于所述压力机上压板8的上超声振动平台和位于所述压力机下压板5的下超声振动平台。所述上超声振动平台和所述下超声振动平台上个设有一超声振动装置，分别为上超声振动装置和下超声振动装置，所述上超声振动装置和所述下超声振动装置相互平行且均与所述压力机上压板 8和所述压力机下压板5平行，同时所述上超声振动装置和所述下超声振动装置在上下方向上镜像对称。
每一所述超声振动装置均包括位于中间的一超声变幅器3和位于所述超声变幅器3相对两端的二阶梯型超声变幅杆2，以及二超声换能器1，所述二阶梯型超声变幅杆2远离所述超声变幅器3的一端各连接有一所述超声换能器1，二所述超声换能器1同时与单一超声电源14连接，所述超声振动装置为对称的直线型布置结构。
所述上超声振动平台还包括将所述上超声振动装置固定于所述压力机上压板8的上底座11，所述下超声振动平台还包括将所述下超声振动装置固定于所述压力机下压板5的下底座4，所述上底座11和所述下底座4均垂直于所述压力机上压板8。
所述上底座11和所述下底座4各为二个，二个所述上底座11分别固定于所述上超声振动装置的所述二阶梯型超声变幅杆2的二法兰盘处，二个所述下底座4分别固定于所述下超声振动装置的所述二阶梯型超声变幅杆2的二法兰盘处。即二个所述上底座11相互对称设置，二个所述下底座4亦相互对称设置，从而使所述上超声振动装置能够更稳定的固定于所述压力机上压板8，使所述下超声振动装置能够更稳定的固定于所述压力机下压板5。
所述超声变幅器3为多孔超声变幅器，包括主体和分别位于所述主体上下两端的上凸台12和下凸台12′，所述上凸台12上设有若干盲孔13，每一所述盲孔13均平行于上下方位所在的方向，且每一所述盲孔13内设有螺纹，同一所述超声变幅器上的所述上凸台12和所述下凸台12′的结构相互镜像对称，待成形工件6或微挤压工具7通过对应的所述盲孔13固定于对应的所述超声变幅器3。在实施例一当中，所述上超声振动装置的所述超声变幅器3固定所述微挤压工具7，所述下超声振动装置的所述超声变幅器固定所述待成形工件6，所述待成形工件6和所述微挤压工具7朝向彼此设置，但是不排除在其他实施例当中，所述上超声振动装置的所述超声变幅器3固定所述待成形工件6，所述下超声振动装置的所述超声变幅器3固定所述微挤压工具7。
本实用新型所述的复合超声振动辅助微挤压成形加工设备中的二所述超声振动装置均为双换能器驱动超声振动装置(优选所述超声振动装置为申请号为 CN201520071898.1、公开日为2015.07.08的专利文件中所述的一种双换能器驱动超声振动平台)，通过使所述超声变幅器3上的所述盲孔13的方向垂直于所述上超声振动装置所在的直线方向，或者通过使所述超声变幅器3上的盲孔方向垂直于所述阶梯型超声变幅杆2所在的直线方向，而将水平超声振动转换为竖直超声振动，所以卧式安装(水平安装)在所述压力机上压板8和所述压力机下压板5上的所述超声振动装置均能在立式方向(竖直方向)上实施加工所述待成形工件的作业，极大的减少了对空间的占用。
一升降装置15至少与所述压力机上压板8和所述压力机下压板5其中之一连接，在实施例一当中，所述升降装置15与所述压力机上压板8连接，同时所述升降装置15还与一驱动装置16连接，所述驱动装置16固定于所述机架9，所述驱动装置16用于驱动所述升降装置15带动所述压力机上压板8做升降运动而使所述压力机上压板8靠近或者远离所述压力机下压板5。所述驱动装置 16为电机，所述升降装置15为连接所述电机16和所述压力机上压板8的丝杆，或者所述驱动装置16为为液压气缸，所述升降装置15为连接所述液压气缸和所述压力机上压板8的气缸伸缩杆。在其他实施例当中，所述升降装置15同时与所述压力机上压板8和所述压力机下压板5连接，在所述升降装置15的作用下，所述压力机上压板8和所述压力机下压板5沿所述升降装置15做相对运动；或者在另一其他实施例当中，所述升降装置15与所述压力机上压板8连接，另一升降装置与所述压力机下压板5连接，在所述升降装置15和另一所述升降装置的共同作用下，所述压力机上压板8和所述压力机下压板15做相对运动。通过所述压力机上压板8和所述压力机下压板5之间的相对运动而减小所述微挤压工具7和所述待成形工件6之间的距离使所述微挤压工具7加工所述待成形工件6。
使用本实用新型所述的复合超声振动辅助微挤压成形加工设备对所述待成形工件6进行微挤压成形加工时：
在实施例一中，同时启动所述上超声振动平台和所述下超声振动平台，使所述待成形工件6随所述下超声振动平台上的所述超声变幅器3一起竖直振动，同时使所述微挤压工具7随所述上超声振动平台上的所述超声变幅器3一起竖直振动。启动所述驱动装置16，使所述上超声振动平台随所述压力机上压板8 一起向下运动，直至所述微挤压工具7下降到与所述待成形工件6的表面接触，然后继续下降所述微挤压工具7使其对所述待成形工件6进行微挤压加工。
在实施例二中，只启动所述上超声振动平台，使所述微挤压工具7随所述上超声振动平台上的所述超声变幅器3一起竖直振动。启动所述驱动装置16，使所述上超声振动平台随所述压力机上压板8一起向下运动，直至所述微挤压工具7下降到与所述待成形工件6的表面接触，然后继续下降所述微挤压工具7 使其对所述待成形工件6进行微挤压加工。
在实施例三中，只启动所述下超声振动平台，使所述待成形工件6随所述下超声振动平台上的所述超声变幅器3一起竖直振动。启动所述驱动装置16，使所述上超声振动平台随所述压力机上压板8一起向下运动，直至所述微挤压工具7下降到与所述待成形工件6的表面接触，然后继续下降所述微挤压工具7 使其对所述待成形工件6进行微挤压加工。
由实施例一、实施例二和实施例三可知，本实用新型所述的复合超声振动辅助微挤压成形加工设备，可以根据需要对所述待成形工件6进行多种方式的加工。
本实用新型所述的复合超声振动辅助微挤压成形加工设备包括相互镜像对称设置的二所述超声振动平台，通过使所述微挤压工具7和所述待成形工件6 分别固定于二所述超声振动平台，从而能够对微挤压工具7和待成形工件6同时施加辅助超声振动。且所述压力机上压板8通过升降装置15与所述驱动装置 16连接，所述压力机上压板8在所述驱动装置16的驱动下相对所述压力机下压板5运动并通过减小所述微挤压工具7和所述待成形工件6之间的距离而使所述微挤压工具7加工所述待成形工件6，在提高微挤压成形加工的效率的同时，还有助于提高微挤压成形加工的质量，且开辟了同时对微挤压工具和待成形工件施加辅助超声振动的研究方向。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。