微型器件精密微塑性成形技术研究

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1、哈尔滨下业大学硕is学位论文摘要随着微机电系统和电子工业的迅速发展，对微型零件的需求越来越迫切，微型零件的加工工艺显得越来越重要。开发一种成形精度高、加工质量好、成本低的成形工艺必然会对器件的微型化产生深远的影响，微塑性成形技术正是在这种背景下产生的。本文建立了材料微塑性成形性评价方法，对纯铝和LY12铝合金两种材料的微塑性进行了评测，设计了一套基十计算机控制的微塑性成形系统，并成形出质量较好的微型器件。设计制作不锈钢直槽模具，槽宽为10即m-50帅m不等，选用工业半硬纯铝和LY12铝合金进行微塑性成形性实验。研究润滑条件、模具槽宽、成形力

2、、温度等参数对材料微成形性的影响。将成形件筋的高度作为材料微塑性成形性的评价参数。借助SEM对成形件表面质量分析。根据微塑性成形的特点设计了一套微塑性成形装置。该系统采用宏动和微动结合的方式，既可以实现冲头较大范围内的移动，又可以实现较小范围内的精确进给，满足微塑性成形位移量小、进给速度慢的要求。微动部分为该系统的工作部分，采用压电陶瓷作为驱动元件，对成形过程中的位移、速度、压力等参数进行采集，通过计算机进行实时处理和控制，可以很好的满足微塑性成形的需要。根据模压实验的结果设计制造了微型器件的成形模具并进行了微型器件的精密微成形实验。采用S

3、EM对成形件的形貌进行观察和分析，对成形质量进行评价。结果表明采用塑性变形的方法来成形微器件是可行的。关键词微成形;模压;微成形系统:压电陶瓷;微型器件哈尔滨工业人学工学硕}一学位论文AbstractWiththedevelopmentofthemicroelectromechanicalsystemsandelectroindustryinrecentyears,weneedmoremicro-parts.Formingprocessofthemicro-elementsbecomesmoreandmoreimportant.Findin

4、gahighprecision,lowcostformingprocesswillundoubtlyhaveadeepinfluenceonminiaturizationofproducts.Plasticmicroformingisdevelopedonthiscondition.Inthethesis,theevaluationsystemisfound.AndtheplasticmicroformingabilityofpurealuminumandLY12isevaluated.Microformingapparatusisdesi

5、gned.Micropartsarefabricated.Inthethesis,themicrostraightchanneldieisdesignedandmanufactured,whosewidthrangesfrom100pmtoSOOpm.TheexperimentsarcmadeusingthehalfhardcommerciallypurealuminumandLY12.Theinfluenceoflubricationconditionandtheparameterssuchaswidthofthechannel,pres

6、sandtemperatureonmicroformabilityisanalyzed.Evaluationofmicroformabilityismadebytheformingribheight.ThesurfaceoftopographyoftheformedpartsisobservedandanalyzedbySEM.Theformingapparatusisdesigned.Theapparatusworksinmacro/micromovement.Thepunchcanmoveinwiderange,andcangiveap

7、reciseoutput.Soitcanmeettherequirementoftheplasticmicroformingpress,suchas:thesmalldisplacement,thelowmovingspeedofthepunch.Thepiezoelectricityisusedasmicroactuator.Duringworking,theparameterssuchasdisplacement,speedandpressarecollected,disposedandcontrolledbythecomputer.I

8、tisquitfitforplasticmicroformingtechnology.Onthebaseofresultsofmicrocoining,themicrogeard