CN104139113A - 箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置及其连接方法 - Google Patents

Abstract

箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置及其连接方法，它涉及一种微冲压成形-连接装置及方法。本发明为解决复合构件连接需要采用手工收集和连接前的定位，存在工作效率低、精度差的问题。第一落料凹模嵌装在卸料板上，第二落料凸模、压头、第一落料凸模和冲裁凸模的上端均固装在凸模固定板上，第二落料凸模的下端依次穿过卸料垫板、卸料板与第二落料凹模上下正对设置，第一落料凸模穿过卸料垫板与第一落料凹模上下正对设置，冲裁凸模穿过卸料垫板、卸料板与冲裁凹模上下正对设置；上模板向下运动，在第一落料凸模与第一落料凹模的作用下，冲压成形得到钛、钛合金或不锈钢箔板件。本发明用于箔板微型复合构件微冲压成形-连接。

Description

箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置及其连接方法

技术领域

本发明涉及一种箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置及其连接方法。 

背景技术

在微电子行业中，大量需要由不同材质薄板装配而成的薄板复合构件。该类构件的板厚小于0.2mm，其中一个构件的几何尺寸非常小，如长、宽尺寸均小于1.0mm，现有的微型复合构件采用微冲裁成形、手工收集、定位连接复合工艺，存在成形后收集、后续二次夹持与定位等技术瓶颈；在复合构件连接前，需要采用手工收集和连接前的定位，生产效率低、精度差，难以满足大批量生产的使用需求。 

综上，复合构件连接需要采用手工收集和连接前的定位，存在工作效率低、精度差的问题。 

发明内容

本发明为解决复合构件连接需要采用手工收集和连接前的定位，存在工作效率低、精度差的问题，进而提供了一种箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置及其连接方法。 

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是： 

装置： 

本发明的箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置包括上模板、上垫板、凸模固定板、卸料垫板、卸料板、凹模固定板、下垫板、下模板、冲裁凹模、第一落料凹模、第二落料凹模、第二落料凸模、压头、第一落料凸模、冲裁凸模、第一弹簧和第二弹簧； 

凹模固定板、下垫板和下模板由上至下依次设置在精密冲压成形机的下工作台上，卸料板、卸料垫板、凸模固定板、上垫板和上模板由下至上依次设置在精密冲压成形机的上工作台上，冲裁凹模和第二落料凹模嵌装在凹模固定板上，第一落料凹模嵌装在卸料板上，第二落料凸模、压头、第一落料凸模和冲裁凸模的上端均固装在凸模固定板上，第二落料凸模的下端依次穿过卸料垫板、卸料板与第二落料凹模上下正对设置，第一落料凸模穿过卸料垫板与第一落料凹模上下正对设置，冲裁凸模穿过卸料垫板、卸料板与冲裁凹模上下正对设置，第二落料凸模的下端面上加工有中心盲孔，第一弹簧和第二弹簧均竖直设置，第一弹簧的上端设置在上垫板内，第一弹簧的下端设置在卸料垫板内，第二弹簧的上端设置在卸料垫板内，第二弹簧的下端设置在卸料板内。 

方法： 

步骤一、将下模板固定安装在精密冲压成形机的下工作台上，将上模板固定安装在精密冲压成形机的上工作台上，精密冲压成形机的上工作台与下工作台间高度差为140～200mm； 

步骤二、将钛、钛合金或不锈钢箔带板沿微冲压成形-连接装置的纵向设置在第一落料凹模的上端面上，将紫铜或铜合金箔带板沿微冲压成形-连接装置的横向设置在凹模固定板的上端面上； 

步骤三、驱动精密冲压成形机的上工作台向下运动，精密冲压成形机的上工作台向下移动带动卸料板、卸料垫板、凸模固定板、上垫板和上模板同步向下运动，控制上模板运动速度为0.1～50mm/s； 

首先卸料板与紫铜或铜合金箔带板接触，上模板继续向下运动即产生压边力，控制压边力为100～500N；与此同时第二弹簧压缩产生压缩力，直到卸料垫板与钛、钛合金或不锈钢箔带板接触，上模板继续向下运动产生压边作用； 

上模板继续向下运动，在冲裁凸模与冲裁凹模的作用下，在紫铜或铜合金箔带板上冲裁出第一通孔，当第一通孔运动至第一落料凸模的正下方时，在第一落料凸模与第一落料凹模的作用下，冲压成形得到钛、钛合金或不锈钢箔板件，所述钛、钛合金或不锈钢箔板件的最大边长为0.5～2.0mm，钛、钛合金或不锈钢箔板件落在紫铜或铜合金箔带板的上端面上，并且第一落料凸模对钛、钛合金或不锈钢箔板件有一定的压力，使其与下面的紫铜或铜合金箔带板预先有一定的微小的连接作用； 

当紫铜或铜合金箔带板带着钛、钛合金或不锈钢箔板件运动至压头的正下方时，在压头的作用下钛、钛合金或不锈钢箔板件与紫铜或铜合金箔带板压合连接为一体，然后紫铜或铜合金箔带板运动带动钛、钛合金或不锈钢箔板件运动至第二落料凸模的正下方时，紫铜或铜合金箔带板在第二落料凸模与对应的第二落料凹模剪切力的作用下发生弹性变形、塑性变形产生裂纹撕裂，形成紫铜或铜合金箔板件，完成钛箔板的落料成形以及紫铜箔板的冲裁和落料成形，最终形成箔板微型复合构件，所述箔板微型复合构件最大边长为4～10mm； 

步骤四、上模板继续向下运动，直到达到设定的下死点，此时落料第一落料凸模和压头运动到上层箔板的表面处，在冲头力的作用下屏蔽件与下层箔板间会有一定的连接作用；其中落料第一落料凸模对钛箔和铜合金箔板的压力为30～80N，起到微小的连接作用；压头对钛箔和铜合金箔板压力为100～500N，使其满足一定的连接强度； 

步骤五、上模板在精密冲压成形机的带动下向上死点移动，运动速度0.1至50mm/s， 第一弹簧释放并推动卸料垫板、卸料板，然后上模板继续向上移动直至到达上死点，完成一个工作循环过程。 

本发明的有益效果是： 

本发明的箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置在一套模具内完成萡板复合构件的微冲压成形和微连接，解决了萡板微小构件收集的问题，使得屏蔽件在萡板上的定位更加准确，大大提高了定位精度；同时连接时冲头对两萡板的压力作用使得屏蔽件的表面更加平整，提高了表面平整度； 

本发明的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法利用一套模具完成了屏蔽件和紫铜箔板的冲压和连接，省去了手工收集、二次夹持与定位的工序，保证了定位精度，大大提高了生产效率。 

附图说明

图1是本发明的箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置的主剖视图，图2是具体实施方式一中钛、钛合金或不锈钢箔带板和紫铜或铜合金箔带板的俯视图，图3是具体实施方式一中钛、钛合金或不锈钢箔板件21与紫铜或铜合金箔板成形与预连接示意图，图4是具体实施方式一中钛、钛合金或不锈钢箔板件21与紫铜或铜合金箔板连接与平整处理示意图，图5是具体实施方式一中钛、钛合金或不锈钢箔板件21与紫铜或铜合金箔板件24形成微成形复合部件示意图。 

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～5所示，本实施方式的箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置包括上模板1、上垫板2、凸模固定板3、卸料垫板4、卸料板5、凹模固定板6、下垫板7、下模板8、冲裁凹模9、第一落料凹模10、第二落料凹模11、第二落料凸模12、压头13、第一落料凸模14、冲裁凸模15、第一弹簧16和第二弹簧17； 

凹模固定板6、下垫板7和下模板8由上至下依次设置在精密冲压成形机的下工作台上，卸料板5、卸料垫板4、凸模固定板3、上垫板2和上模板1由下至上依次设置在精密冲压成形机的上工作台上，冲裁凹模9和第二落料凹模11嵌装在凹模固定板6上，第一落料凹模10嵌装在卸料板5上，第二落料凸模12、压头13、第一落料凸模14和冲裁凸模15的上端均固装在凸模固定板3上，第二落料凸模12的下端依次穿过卸料垫板4、卸料板5与第二落料凹模11上下正对设置，第一落料凸模14穿过卸料垫板4与第一落料凹模10上下正对设置，冲裁凸模15穿过卸料垫板4、卸料板5与冲裁凹模9上下正对设置，第二落料凸模12的下端面上加工有中心盲孔，第一弹簧16和第二弹簧17均竖直设 置，第一弹簧16的上端设置在上垫板2内，第一弹簧16的下端设置在卸料垫板4内，第二弹簧17的上端设置在卸料垫板4内，第二弹簧17的下端设置在卸料板5内。 

具体实施方式二：如图1所示，本实施方式所述微冲压成形-连接装置还包括多个导套22和多个导柱23，导套22的数量和导柱23的数量一致设置，导柱23的上端安装在上垫板2上，导套22由上至下依次内嵌在卸料垫板4、卸料板5、凹模固定板6、下垫板7和下模板8上，每个导柱23与对应的一个导套22相互滑动配合。如此设计，可以起到精准定位的作用。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。 

具体实施方式三：如图2所示，导套22的数量和导柱23的数量均为三个。如此设计，导向效果好，利于保证精密微冲裁成形质量和连接定位精度。其它组成及连接关系与具体实施方式二相同。 

具体实施方式四：如图1～5所示，本实施方式的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法步骤如下： 

步骤一、将下模板8固定安装在精密冲压成形机的下工作台上，将上模板1固定安装在精密冲压成形机的上工作台上，精密冲压成形机的上工作台与下工作台间高度差为140～200mm； 

步骤二、将钛、钛合金或不锈钢箔带板18沿微冲压成形-连接装置的纵向设置在第一落料凹模10的上端面上，将紫铜或铜合金箔带板19沿微冲压成形-连接装置的横向设置在凹模固定板6的上端面上； 

步骤三、驱动精密冲压成形机的上工作台向下运动，精密冲压成形机的上工作台向下移动带动卸料板5、卸料垫板4、凸模固定板3、上垫板2和上模板1同步向下运动，控制上模板1运动速度为0.1～50mm/s； 

首先卸料板5与紫铜或铜合金箔带板19接触，上模板1继续向下运动即产生压边力，控制压边力为100～500N；与此同时第二弹簧17压缩产生压缩力，直到卸料垫板4与钛、钛合金或不锈钢箔带板18接触，上模板1继续向下运动产生压边作用； 

上模板1继续向下运动，在冲裁凸模15与冲裁凹模9的作用下，在紫铜或铜合金箔带板19上冲裁出第一通孔20，当第一通孔20运动至第一落料凸模14的正下方时，在第一落料凸模14与第一落料凹模10的作用下，冲压成形得到钛、钛合金或不锈钢箔板件21，所述钛、钛合金或不锈钢箔板件21的最大边长为0.5～2.0mm，钛、钛合金或不锈钢箔板件21落在紫铜或铜合金箔带板19的上端面上，并且第一落料凸模14对钛、钛合金或不锈钢箔板件21有一定的压力，使其与下面的紫铜或铜合金箔带板19预先有一定的微 小的连接作用； 

当紫铜或铜合金箔带板19带着钛、钛合金或不锈钢箔板件21运动至压头13的正下方时，在压头13的作用下钛、钛合金或不锈钢箔板件21与紫铜或铜合金箔带板19压合连接为一体，然后紫铜或铜合金箔带板19运动带动钛、钛合金或不锈钢箔板件21运动至第二落料凸模12的正下方时，紫铜或铜合金箔带板19在第二落料凸模12与对应的第二落料凹模11剪切力的作用下发生弹性变形、塑性变形产生裂纹撕裂，形成紫铜或铜合金箔板件24，完成钛箔板的落料成形以及紫铜箔板的冲裁和落料成形，最终形成箔板微型复合构件，所述箔板微型复合构件最大边长为4～10mm； 

步骤四、上模板1继续向下运动，直到达到设定的下死点，此时落料第一落料凸模14和压头13运动到上层箔板的表面处，在冲头力的作用下屏蔽件与下层箔板间会有一定的连接作用；其中落料第一落料凸模14对钛箔和铜合金箔板的压力为30～80N，起到微小的连接作用；压头13对钛箔和铜合金箔板压力为100～500N，使其满足一定的连接强度； 

步骤五、上模板1在精密冲压成形机的带动下向上死点移动，运动速度0.1至50mm/s，第一弹簧16释放并推动卸料垫板4、卸料板5，然后上模板继续向上移动直至到达上死点，完成一个工作循环过程。 

具体实施方式五：如图2所示，本实施方式钛、钛合金或不锈钢箔带板的厚度为20～50μm。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。 

具体实施方式六：如图2所示，本实施方式紫铜或铜合金箔带板的厚度为0.1～0.2mm。其它组成及连接关系与具体实施方式四或五相同。 

具体实施方式七：如图2所示，本实施方式所述钛、钛合金或不锈钢箔板件21为多边形。如此操作，可以根据需要制作相应形状的屏蔽件。其它组成及连接关系与具体实施方式六相同。 

具体实施方式八：如图2所示，本实施方式所述钛、钛合金或不锈钢箔板件21为正多边形。如此操作，可以根据需要制作相应形状的屏蔽件。其它组成及连接关系与具体实施方式七相同。 

具体实施方式九：如图2所示，本实施方式所述钛、钛合金或不锈钢箔板件21为正四边形。如此操作，可以根据需要制作相应形状的屏蔽件。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。 

具体实施方式十：如图2所示，本实施方式所述钛、钛合金或不锈钢箔板件21为正 五边形。如此操作，可以根据需要制作相应形状的屏蔽件。其它组成及连接关系与具体实施方式八相同。 

Claims (10)

1.一种箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置，其特征在于：所述微冲压成形-连接装置包括上模板(1)、上垫板(2)、凸模固定板(3)、卸料垫板(4)、卸料板(5)、凹模固定板(6)、下垫板(7)、下模板(8)、冲裁凹模(9)、第一落料凹模(10)、第二落料凹模(11)、第二落料凸模(12)、压头(13)、第一落料凸模(14)、冲裁凸模(15)、第一弹簧(16)和第二弹簧(17)；

凹模固定板(6)、下垫板(7)和下模板(8)由上至下依次设置在精密冲压成形机的下工作台上，卸料板(5)、卸料垫板(4)、凸模固定板(3)、上垫板(2)和上模板(1)由下至上依次设置在精密冲压成形机的上工作台上，冲裁凹模(9)和第二落料凹模(11)嵌装在凹模固定板(6)上，第一落料凹模(10)嵌装在卸料板(5)上，第二落料凸模(12)、压头(13)、第一落料凸模(14)和冲裁凸模(15)的上端均固装在凸模固定板(3)上，第二落料凸模(12)的下端依次穿过卸料垫板(4)、卸料板(5)与第二落料凹模(11)上下正对设置，第一落料凸模(14)穿过卸料垫板(4)与第一落料凹模(10)上下正对设置，冲裁凸模(15)穿过卸料垫板(4)、卸料板(5)与冲裁凹模(9)上下正对设置，第二落料凸模(12)的下端面上加工有中心盲孔，第一弹簧(16)和第二弹簧(17)均竖直设置，第一弹簧(16)的上端设置在上垫板(2)内，第一弹簧(16)的下端设置在卸料垫板(4)内，第二弹簧(17)的上端设置在卸料垫板(4)内，第二弹簧(17)的下端设置在卸料板(5)内。

2.根据权利要求1所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置，其特征在于：所述微冲压成形-连接装置还包括多个导套(22)和多个导柱(23)，导套(22)的数量和导柱(23)的数量一致设置，导柱(23)的上端安装在上垫板(2)上，导套(22)由上至下依次内嵌在卸料垫板(4)、卸料板(5)、凹模固定板(6)、下垫板(7)和下模板(8)上，每个导柱(23)与对应的一个导套(22)相互滑动配合。

3.根据权利要求2所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接装置，其特征在于：导套(22)的数量和导柱(23)的数量均为三个。

4.根据权利要求1～3中任一权利要求所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法，其特征在于微冲压成形-连接方法步骤如下：

步骤一、将下模板8固定安装在精密冲压成形机的下工作台上，将上模板(1)固定安装在精密冲压成形机的上工作台上，精密冲压成形机的上工作台与下工作台间高度差为140～200mm；

步骤二、将钛、钛合金或不锈钢箔带板(18)沿微冲压成形-连接装置的纵向设置在第一落料凹模(10)的上端面上，将紫铜或铜合金箔带板(19)沿微冲压成形-连接装置的横向设置在凹模固定板(6)的上端面上；

步骤三、驱动精密冲压成形机的上工作台向下运动，精密冲压成形机的上工作台向下移动带动卸料板(5)、卸料垫板(4)、凸模固定板(3)、上垫板(2)和上模板(1)同步向下运动，控制上模板(1)运动速度为0.1～50mm/s；

首先卸料板(5)与紫铜或铜合金箔带板(19)接触，上模板(1)继续向下运动即产生压边力，控制压边力为100～500N；与此同时第二弹簧(17)压缩产生压缩力，直到卸料垫板(4)与钛、钛合金或不锈钢箔带板(18)接触，上模板(1)继续向下运动产生压边作用；

上模板(1)继续向下运动，在冲裁凸模(15)与冲裁凹模(9)的作用下，在紫铜或铜合金箔带板(19)上冲裁出第一通孔(20)，当第一通孔(20)运动至第一落料凸模(14)的正下方时，在第一落料凸模(14)与第一落料凹模(10)的作用下，冲压成形得到钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)，所述钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)的最大边长为0.5～2.0mm，钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)落在紫铜或铜合金箔带板(19)的上端面上，并且第一落料凸模(14)对钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)有一定的压力，使其与下面的紫铜或铜合金箔带板(19)预先有一定的微小的连接作用；

当紫铜或铜合金箔带板(19)带着钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)运动至压头(13)的正下方时，在压头(13)的作用下钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)与紫铜或铜合金箔带板(19)压合连接为一体，然后紫铜或铜合金箔带板(19)运动带动钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)运动至第二落料凸模(12)的正下方时，紫铜或铜合金箔带板(19)在第二落料凸模(12)与对应的第二落料凹模(11)剪切力的作用下发生弹性变形、塑性变形产生裂纹撕裂，形成紫铜或铜合金箔板件(24)，完成钛箔板的落料成形以及紫铜箔板的冲裁和落料成形，最终形成箔板微型复合构件，所述箔板微型复合构件最大边长为4～10mm；

步骤四、上模板(1)继续向下运动，直到达到设定的下死点，此时落料第一落料凸模(14)和压头(13)运动到上层箔板的表面处，在冲头力的作用下屏蔽件与下层箔板间会有一定的连接作用；其中落料第一落料凸模(14)对钛箔和铜合金箔板的压力为30～80N，起到微小的连接作用；压头(13)对钛箔和铜合金箔板压力为100～500N，使其满足一定的连接强度；

步骤五、上模板(1)在精密冲压成形机的带动下向上死点移动，运动速度0.1至50mm/s，第一弹簧(16)释放并推动卸料垫板(4)、卸料板(5)，然后上模板继续向上移动直至到达上死点，完成一个工作循环过程。

5.根据权利要求4所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法，其特征在于：钛、钛合金或不锈钢箔带板(18)的厚度为20～50μm。

6.根据权利要求4或5所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法，其特征在于：紫铜或铜合金箔带板(19)的厚度为0.1～0.2mm。

7.根据权利要求6所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法，其特征在于：所述钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)为多边形。

8.根据权利要求7所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法，其特征在于：所述钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)为正多边形。

9.根据权利要求8所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法，其特征在于：所述钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)为正方形。

10.根据权利要求8所述的箔板微型复合构件微冲压成形-连接方法，其特征在于：所述钛、钛合金或不锈钢箔板件(21)为正五边形。