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精密微成形模具及其检测装置研究
Research of precise micro forming die and detection device

24900字 57页

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摘　　要
随着微型化趋势的发展，微细零件产品的加工在整个加工制造业中的地位越来越重要。从移动电话到计算机技术，从微型数码设备到医药卫生等各个方面，微细零件具有广阔的应用空间，同时应用传统的加工技术来加工这些微细零件也成为可能。但是，当零件尺寸缩小到一定范围时，许多物理现象与宏观世界有很大差别，一些常规理论将作修正，因此微观尺度下的理论和试验研究显得格外重要。
为了研究微成形的规律，本文主要开展了如下工作：
（1）本文通过对于微成形技术发展以及应用前景的的论述，介绍了微成形技术的研究现状，以及尺度效应的研究现状。
（2）然后通过自行设计的微成形模具进行超薄不锈钢板料盒形件拉深研究，以此来研究微成形的尺度效应。首先，本文对微模具的设计思路以及设计过程进行了阐释，以及微模具上的检测装置进行了设计，主要包括CCD实时观测板料破裂状况，压电片来检测压边圈压边力，以及AE信号传感器来检测板料的微小破裂。
（3）利用所设计的模具以及检测装置来进行不锈钢板料的盒形件拉深试验，通过分别改变板料厚度以及凸凹模尺寸，来进行微成形的尺度效应研究。学习使用ARGUS系统进行盒形件应变测量分析。
研究结果很好的验证了微成形存在的尺度效应，对于微成形，微细加工技术理论研究和工艺方案设计有很好的参考意义。有利于提高微成形实际的工业生产中的生产效率以及产品合格率。

关键词：微成形，模具，检测

Abstract
With the miniaturization trend in the development of micro-machining parts products processing and manufacturing in position in the increasingly important. From mobile phones to computer technology, from miniature digital equipment to all aspects of medicine and public health, micro components have broad application space, while using conventional processing techniques to process these tiny parts is also possible. However, when reduced to a range of part sizes, many physical phenomena with macroscopic world very different, some general theory will be corrected, so the theoretical and experimental research in micro scale is particularly important.
In order to study the micro forming rule, this paper carried out the following work:
(1) The paper based on micro forming technology development and application prospect, introduces the current research situation of micro forming technology, and the research status of scale effect.
(2) Then through the design of micro forming die shape of drawing of stainless steel sheet metal box, in order to study on the scale effect of micro forming. First of all, the micro mold design ideas and design process are explained, and the detection device of micro mould were designed, including CCD real-time observation sheet rupture, piezoelectric plate to detect the edge pressing ring blank holder force, as well as the AE signal sensor to detect the tiny fracture plates.
(3) Stainless steel plate material using a mold design and detection device of box drawing test, by changing the thickness and die size, to study the scale effect of the micro forming. Learning is a strain measurement analysis of box type using the ARGUS system.
The results are in good agreement with the micro forming scale effect exists, for micro forming, has a very good reference significance to design micro processing technology research and technology program. To improve the micro forming the actual industrial production efficiency and product qualification rate.
Key words: Micro-forming，Die，Detection

目　　录
第一章　绪论 1
1.1　微成形技术的发展 1
1.2　微成形的应用前景 3
1.3　微冲压模具特点与制造工艺研究现状 7
1.4　微成形尺度效应研究现状 8
1.5　论文主要内容及结构 12
第二章　微成形模具设计 14
2.1　冲压工艺分析与计算 14
2.1.1　零件工艺性分析 14
2.1.2　拉延力计算 14
2.1.3　压边力计算 14
2.1.4　譆@逖沽 15
2.2　拉深模设计 15
2.2.1　凸凹模工作部分计算 18
2.2.2　凸模结构设计 18
2.2.3　凹模结构设计 18
2.2.4　压边圈结构设计 19
2.2.5　压边圈固定板结构设计 19
2.2.6　导向零件结构设计 20
2.2.7　弹簧的设计 20
2.3　本章小结 20
第三章　超薄板微成形模具的检测系统装置 22
3.1　检测装置设计 22
3.1.1　CCD传感器选择 22
3.1.2　测力传感器 24
3.1.3　压电片 24
3.1.4　微成形模具总图 26
3.2　AE信号传感器系统 26
3.3　AE信号传感器检测装置工作原理 27
3.4　AE检测系统具体实施方式 30
3.5　本章小结 36
第四章　不锈钢超薄板盒形件微拉深试验 37
4.1　引言 37
4.2　微拉深试验 37
4.2.1　微拉深设备 37
4.2.2　试验材料与试验过程 38
4.3　超薄板盒形件微拉深试验结果分析 40
4.3.1 拉深件的失效形式分析 40
4.3.2　盒形件微拉深成形宽高比分析 41
4.4超薄版盒形件应变测量分析 43
4.4.1薄板成形网格应变测量分析系统介绍 43
4.4.2　盒形件微拉深成形减薄率分析 45
4.5　本章小结 48
第五章　结论和展望 50
5.1　结论 50
5.2　展望 51
参考文献 52
致谢 54