CN109108143B - 微体积成型模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种微体积成型模具，底板镶件上设有第一通槽，顶盖镶件上设有第二通槽，第一通槽和第二通槽的位置对应，底板镶件和顶盖镶件相对的表面共同开设有成型槽，成型槽与第一通槽和第二通槽联通，落料板设有落料槽，落料槽用于容纳坯料，上模板镶件开设有第三通槽，上模模套设置在第三通槽中，上模模套开设有第四通槽，第四通槽的位置与第二通槽对应，第四通槽中穿设有成型模芯，第一通槽中设有下模顶针，成型模芯用于冲裁坯料得到成型坯料，并推动成型坯料进入第二通槽和第一通槽，成型坯料被下模顶针限位，并进入成型槽中而成型。本模具能满足成型坯料的精度要求，且操作相比于对现有技术更为便利，效率更高。

Description

微体积成型模具

技术领域

本发明属于微体积成型技术领域，尤其涉及一种微体积成型模具。

背景技术

微体积成型是指在两个维度上尺寸为亚毫米级的成型方法，目前的微体积成型方法中，坯料一般采用机加工或线切割板料的方法制作，得到亚毫米级微体积坯料(直径从10微米到1毫米)，再将坯料放入模具中，机加工或线切割板料得到的微体积坯料容易存在精度不够的问题，此外，由于坯料尺寸小，人手将其放入模具效率较为低下，而使用机械手将其放入模具需要精度、分辨率达到纳米级的气浮平台，成本高昂。

发明内容

本发明的目的是提供一种微体积成型模具，直接在模具上制作成型坯料，能满足成型坯料的精度要求，此外，成型胚料直接在模具中进行加工得到微体积产品，不需要再进行成型坯料放入模具的步骤，操作简便，显著的提高了效率。

为实现本发明的目的，本发明提供了如下的技术方案：

本发明实施例提供一种微体积成型模具，包括层叠设置的底板镶件、顶盖镶件、落料板和上模板镶件，所述底板镶件上设有贯穿上下表面的第一通槽，所述顶盖镶件上设有贯穿上下表面的第二通槽，所述第一通槽和所述第二通槽的位置对应，所述底板镶件和所述顶盖镶件相对的表面共同开设有成型槽，所述成型槽与所述第一通槽和所述第二通槽联通，所述落料板设有落料槽，所述落料槽用于容纳坯料，所述上模板镶件开设有贯穿上下表面的第三通槽，上模模套设置在所述第三通槽中，所述上模模套开设有第四通槽，所述第四通槽的位置与所述第二通槽对应，以使所述第四通槽、所述第二通槽和所述第一通槽的延伸方向在同一直线上，所述第四通槽中穿设有成型模芯，所述第一通槽中设有下模顶针，所述成型模芯用于冲裁所述坯料得到成型坯料，并推动所述成型坯料进入所述第二通槽和所述第一通槽，所述成型坯料被所述下模顶针限位，并进入所述成型槽中而成型。

本发明的有益效果：通过设置第一通槽、第二通槽、落料槽、第三通槽和第四通槽，落料槽中放置坯料，通过成型模芯冲裁坯料得到成型坯料，成型坯料进入第二通槽和第一通槽中，并在下模顶针的限位下进入成型槽中，实现了材料的微体积成型，由于成型坯料为坯料中冲裁得到，坯料的尺寸可以做的比成型坯料的材料大，将坯料放置到模具的操作相比于对现有的直接放置成型坯料更为便利，效率更高，此外，由于成型坯料通过冲裁而成，精度比现有加工方法的更高，而且成型坯料被挤压产生的对材料的强化效应，使得最终得到的微体积产品的强度更高。

附图说明

图1是本发明一种实施例的微体积成型模具的整体结构示意图；

图2是图1的微体积成型模具的沿直径方向剖视的结构示意图。

图3是一种实施例中微体积成型模具安装过程中的结构示意图；

图4是一种实施例中微体积成型模具安装过程中的结构示意图；

图5是一种实施例中微体积成型模具安装过程中的结构示意图；

图6是一种实施例中微体积成型模具工作过程中的结构示意图；

图7是一种实施例中微体积成型模具工作过程中的结构示意图；

图8是一种实施例中微体积成型模具工作过程中的结构示意图；

图9a是一种实施例的底盖托板的俯视结构示意图；

图9b是图9a的底盖托板沿A-A方向的剖视结构示意图；

图9c是图9a的底盖托板的仰视结构示意图；

图10a是一种实施例的底盖的立体结构示意图；

图10b是图10a的底盖的俯视结构示意图；

图10c是图10b的底盖的沿A-A方向的剖视结构示意图；

图10d是图10a的底盖的仰视结构示意图；

图11a是一种实施例的下模板的立体结构示意图；

图11b是图11a的下模板的俯视结构示意图；

图11c是图11b的下模板沿A-A方向的剖视结构示意图；

图12a是一种实施例的底板镶件的立体结构示意图；

图12b是图12a的底板镶件中A处的局部放大结构示意图；

图12c是图12a的底板镶件中的俯视结构示意图；

图12d是图12c的底板镶件中沿A-A方向的剖视结构示意图；

图12e是图12d的底板镶件中B处的局部放大结构示意图；

图13a是一种实施例的顶盖镶件的第一单元的立体结构示意图；

图13b是图13a的顶盖镶件的第一单元的俯视结构示意图；

图13c是图13a的顶盖镶件的第一单元的另一视角的立体结构示意图；

图13d是图13c的顶盖镶件的第一单元的A处的局部放大结构示意图；

图14是一种实施例的定位镶件的立体结构示意图；

图15是一种实施例的落料板的立体结构示意图；

图16是一种实施例的上模板的立体结构示意图；

图17是一种实施例的上模板镶件的立体结构示意图；

图18是一种实施例的上盖板的立体结构示意图；

图19是一种实施例的上盖板镶件的立体结构示意图；

图20是一种实施例的第一模套的立体结构示意图；

图21a是一种实施例的第二模套的立体结构示意图；

图21b是图21a的第二模套的正视结构示意图；

图21c是图21b的第二模套沿A-A的剖视结构示意图；

图22是一种实施例的第一模芯的立体结构示意图；

图23是一种实施例的第二模芯的立体结构示意图；

图24a是一种实施例的下模顶针的俯视结构示意图；

图24b是图24a的下模顶针沿A-A的剖视结构示意图；

图25a是一种实施例的坯料的立体结构示意图；

图25b是图25a的坯料的变形后的立体结构示意图；

图25c是图25b的坯料的脱离成型坯料后的立体结构示意图；

图25d是一种实施例的成型坯料的立体结构示意图；

图25e是图25d的成型坯料挤压成微体积产品后的立体结构示意图。

具体实施例

请参考图1和图2，图6至图8，并结合图12b至图12e，图15，图17，本发明实施例提供一种微体积成型模具，包括层叠设置的底板镶件4、顶盖镶件5、落料板7和上模板镶件9，所述底板镶件4上设有贯穿上下表面的第一通槽41，所述顶盖镶件5上设有贯穿上下表面的第二通槽，所述第一通槽41和所述第二通槽的位置对应，所述底板镶件4和所述顶盖镶件5相对的表面共同开设有成型槽，所述成型槽与所述第一通槽41和所述第二通槽联通，所述落料板7设有落料槽71，所述落料槽71用于容纳坯料18，所述上模板镶件9开设有贯穿上下表面的第三通槽91，上模模套设置在所述第三通槽91中，所述上模模套开设有第四通槽，所述第四通槽的位置与所述第二通槽对应，以使所述第四通槽、所述第二通槽和所述第一通槽41的延伸方向在同一直线上，所述第四通槽中穿设有成型模芯13，所述第一通槽41中设有下模顶针14，所述成型模芯13用于冲裁所述坯料18得到成型坯料19，并推动所述成型坯料19进入所述第二通槽和所述第一通槽41，所述成型坯料被所述下模顶针14限位，并进入所述成型槽中而成型。

通过设置第一通槽41、第二通槽、落料槽71、第三通槽91和第四通槽，落料槽71中放置坯料18，通过成型模芯13冲裁坯料18得到成型坯料19，成型坯料19进入第二通槽和第一通槽41中，并在下模顶针14的限位下进入成型槽中，实现了材料的微体积成型，由于成型的材料为坯料18中冲裁得到，坯料18的尺寸可以做的比成型坯料19的材料大，将坯料18放置到模具的操作相比于对现有的直接放置成型坯料19更为便利，效率更高，此外，由于成型坯料通过冲裁而成，精度比现有加工方法的更高，而且成型坯料19被挤压产生的对材料的强化效应，使得最终得到的微体积产品的强度更高。

本发明的坯料18为金属材料，其具体材料不限于钽钨合金、铜及其合金等，具有良好的塑性变形能力，成型的原理是基于挤压使得金属材料产生塑性变形，且模具中设定好所需的成型槽的形状，坯料18变形后延伸到成型槽中，得到所需的微体积产品。

请参考图2、图6、图7和图8，并结合图20，图21a至图21c，图22，及图23，所述上模模套包括第一模套121和第二模套122，所述第一模套121上开设的所述第四通槽1214的径向上的尺寸大于所述第二模套122上开设的所述第四通槽1224的尺寸，所述成型模芯包括第一模芯131和第二模芯132，所述第一模芯131用于与所述第一模套121配合，所述第二模芯132用于与所述第二模套122配合，所述第一模套121和所述第一模芯131用于配合使得所述坯料18被冲裁并形成成型坯料19而伸向所述第二通槽，所述第二模套122和所述第二模芯132用于配合使得所述成型坯料19进入所述第一通槽41和所述成型槽。

第一模套121和第二模套122的径向尺寸与第三通槽91的径向尺寸相同，使得第一模套121和第二模套122的外壁能与第三通槽91的内壁贴合设置，第一模芯131的径向尺寸与第一模套121的第四通槽1214的径向尺寸相同，使得第一模芯131与第一模套121的第四通槽1214的内壁贴合设置，第二模芯122的径向尺寸与第二模套132的径向尺寸相同，使得第二模芯132与第二模套122的第四通槽1224的内壁贴合设置，由于第一模套121的第四通槽1214的径向尺寸大于第二模套122的第四通槽1224的径向尺寸，使得第一模芯131的径向尺寸大于第二模芯132的径向尺寸。

两套模套和模芯的使用方法为：第一步，使用第一模套121和第一模芯131，即先将第一模套121伸入第三通槽91内，再将第一模芯131伸入第一模套121的第四通槽1214，使用外力(如冲压机冲压)冲压第一模芯131挤压坯料18，并使得坯料18的部分材料伸入第二通槽中(如图6所示)；第二步，退出第一模套121和第一模芯131，再装入第二模套122和第二模芯132，使用外力冲压第二模芯132，第二模芯132继续挤压坯料18，使得坯料18的部分材料脱离，形成用于成型的成型坯料19，第二模芯132推动成型坯料19在第二通槽中移动，并移动到第一通槽41中，至成型坯料19抵持下模顶针14，第二模芯132的压力使得坯料19发生塑性变形并延伸至成型槽中，完成微体积成型过程。为了使得第二模芯132可以推动成型坯料19在第二通槽中运动，并挤压成型坯料19向成型槽中延伸，第二模芯132的径向尺寸与第二通槽的径向尺寸相同，使得第二模芯132的外壁与第二通槽的内壁贴合设置。

通过设置第一模芯131的尺寸大于第二模芯132的尺寸，第一模芯131能挤压坯料18上的更多的材料延伸向第二通槽中，可用于成型更大尺寸或者结构更为复杂的微体积产品。

根据不同的微体积产品的尺寸需求，第一模套121和第一模芯131，以及第二模套122和第二模芯132的具体尺寸可以根据需要设置，当需要得到不同尺寸的微体积产品时，可以使用相同的坯料18，而选择不同的第一模套121和第二模芯131，及第二模套122和第二模芯132的组合而得到，例如，需要得到体积更大的微体积产品，设置第一模套121的第四通槽1214的径向尺寸更大，第一模芯131的径向尺寸更大，则第一模芯131能够挤压坯料18上更多的材料进入第二通槽中，使得用于成型的成型坯料19更多，在第二模套122和第二模芯132的结构不变时，就能得到体积更大的微体积产品。因此，本实施例的模具可以实现使用相同厚度的坯料18成型不同尺寸的微体积产品，而相同厚度的坯料18可以由同一块金属板材裁切而得到，相对于微体积产品的亚毫米级(小于1mm)尺寸，坯料18的尺寸可以做的很大，例如10mm级，坯料18的加工和放置到模具中更容易。

请参考图2，并结合图9a至图9c，图10a至图10d，所述微体积成型模具还包括底盖托板1和底盖2，底盖2设于底板镶件4背离顶盖镶件5的一侧，底盖2背向底板镶件4的一侧设有第一容纳槽25，所述底盖托板1容纳于所述第一容纳槽中25，所述底盖托板1上朝向所述底板镶件4的一侧还设有第二容纳槽105，所述底盖2上还设有第五通槽21，所述第五通槽21与所述第一通槽41对应，所述第二容纳槽105用于容纳所述下模顶针14的一端，所述下模顶针14穿过第五通槽21并伸入第一通槽41内。

设置底盖托板1和底盖2，形成支撑下模顶针14的结构，底盖2还可作为整个模具的支撑底面，在使用整套模具时，底盖2可以放置在桌面或者地面上，为其他结构提供基座。

请参考图2、图6和图7，并结合图11a至图11c，所述微体积成型模具还包括下模板3，所述下模板3层叠设于所述底盖2上，所述下模板3上方盖设有落料板7，所述下模板3开设有第三容纳槽31，所述底板镶件4和所述顶盖镶件5容纳于所述第三容纳槽31内，并被所述第三容纳槽31的内壁限定位置，使得所述成型坯料19在被挤压时，所述底板镶件4和所述顶盖镶件5保持稳定，避免造成微体积成型过程中所述底板镶件4和所述顶盖镶件5的相对位置变化造成微体积产品报废。

请参考图2、图6和图7，并结合图16，图17，所述微体积成型模具还包括上模板8，所述上模板8设于所述落料板7背向所述下模板3的一侧，所述上模板8开设有第四容纳槽81，所述上模板镶件9容纳于所述第四容纳槽81内，所述上模板8用于限制所述上模板镶件9的位置，使得所述上模板镶件9中的第三通槽91位置保持与所述第二通槽对应。

请参考图2、图6和图7，并结合图18，图19，所述微体积成型模具还包括上盖板10和上盖板镶件11，所述上盖板10设于所述上模板8远离所述落料板7的一侧，所述上盖板10设有第五容纳槽101，所述上盖板镶件11容纳于所述第五容纳槽101内。所述上盖板镶件11设有第六容纳槽111，所述上模模套容纳于所述第六容纳槽111内。

所述底盖2、所述下模板3、所述落料板7、所述上模板8和所述上盖板10上至少穿设有两个导柱15，所述至少两个导柱15用于限制所述底盖2、所述下模板3、所述落料板7、所述上模板8和所述上盖板10之间的相对位置，防止任意两个部件之间发生相对移动，使得第一容纳槽25、第二容纳槽105、第三容纳槽31、第四容纳槽81、第五容纳槽101和第六容纳槽111的容纳空间保持稳定而不会发生变化，从而使得容纳在此容纳空间内的底盖托板1、下模顶针14、底板镶件4、顶盖镶件5、上模板镶件9、上盖板镶件10和上模模套的结构稳定，从而使得第一通槽41、第二通槽、第三通槽91、第四通槽和第五通槽21的通道保持在一条直线上，为坯料18及成型坯料19的塑性变形提供稳定的结构。总之，通过设置至少两个导柱15为微体积成型提供了稳定的工作环境。

上述至少两个导柱15优选的分别设置于相对第一通槽41、第二通槽、第三通槽91、第四通槽和第五通槽21对称的位置。

不限制上述各个部件的具体形状和结构，但提供一些优选的部件的形状和结构如下：

请参考图9a至图9c，并结合图2，底盖托板1整体呈圆柱形，第二容纳槽105设于底盖托板1的圆心处，第二容纳槽105呈圆形，且自所述底盖托板1表面向内延伸，但不贯穿另一侧表面，形成圆柱形凹槽结构。底盖托板1上还开设有至少两个第一连接槽107，至少两个第一连接槽107开口方向背向第二容纳槽105的开口方向，第一连接槽107也呈圆柱形凹槽结构，自底盖托板1的一侧表面向内延伸但不贯穿另一侧表面。至少两个第一连接槽107的底部自第二容纳槽105的开口方向的表面还设有第一通孔106，第一通孔106也呈圆形，第一通孔106的圆心轴线与第一连接槽107的圆心轴线共线，第一连接槽107的直径大于第一通孔106的直径，使得第一连接槽107的底部形成台阶结构，第一连接槽107用于容置第一螺钉17等连接件，第一连接槽107的底部台阶结构用于卡住第一螺钉17的螺帽，第一通孔106用于第一螺钉17的螺杆通过。

请参考图10a至图10d，底盖2整体呈圆柱形，第一容纳槽25自底盖2表面向内延伸，但不贯穿另一侧表面，第一容纳槽25的圆心与底盖2的圆心重合。第五通槽21设于底盖2的圆心处，贯穿底盖2的表面至第一容纳槽25的底部的表面，第五通槽21的形状也为圆柱形，其圆心轴线与第一容纳槽25的圆心轴线共线。在底盖2上还开设有至少两个第二连接孔24，第二连接孔24贯穿底盖2的表面至第一容纳槽25的底部的表面，至少两个第二连接孔24分别位于第五通槽21的外周，且相对第五通槽21的圆心轴线对称，至少两个第二连接孔24可以为螺纹孔，与底盖托板1上的第一通孔106对应，可通过螺丝等结构穿过第一通孔106和第二连接孔24，将底盖托板1连接固定在底盖2的第一容纳槽25的空间内。在底盖2的第一容纳槽25的外周还设有至少两个第一导通孔22，至少两个第一导通孔22相对第一容纳槽25的圆心轴线对称设置，第一导通孔22贯穿盖板2的上下两侧侧表面，用于容置至少两个导柱15。盖板2上的第一容纳槽25的外周还设有至少两个第一连接孔23，至少两个第一连接孔23相对第一容纳槽25的圆心轴线对称设置，且与至少两个第一导通孔22间隔设置，第一连接孔23可为圆柱形的螺纹孔，贯穿盖板2的上下两侧表面，且第一连接孔23的直径小于第一导通孔22的直径，第一连接孔23用于与螺钉等连接结构连接配合，螺钉用于将下模板3和盖板2连接固定。

请参考图11a至图11c，下模板3整体呈圆环柱形，即下模板3的横截面呈圆环形，下模板3的外壁呈圆形，下模板3的内壁35围合形成为第三容纳槽31，内壁35的横截面大致呈圆形，具体的，内壁35的横截面包括多个圆弧段和多个直线段，且一个圆弧段和一个直线段依次连接，多个圆弧段和多个直线段相对下模板3的圆心中心对称，使得第三容纳槽31的空间可以沿径向被划分为多个形状相同的容纳空间。以圆弧段和直线段为4个为例，4个圆弧段的弧长相同，4个直线段的长度相同，使得第三容纳槽31的空间可以被划分为4个形状相同的容纳空间，每个容纳空间包括1个完整的圆弧段和2个二分之一长的直线段，2个二分之一长的直线段分别位于圆弧段的两侧。设置内壁35的横截面包括多个圆弧段和多个直线段，容纳在第三容纳槽31内的底板镶件4与下模板3的内壁贴合，能限制底板镶件4在周向上的转动，保证底板镶件4的稳定。设置第三容纳槽31的空间可以沿径向被划分为多个形状相同的容纳空间，使得顶盖镶件5可以为多个结构相同的部件安装而成，每个部件对应一个容纳空间，以便于模具的脱模，具体的结构后续说明，在此不再赘述。下模板3上还设有至少两个第二导通孔34，第二导通孔34贯穿下模板3的上下表面，用于容置导柱15。下模板3上还可设有至少两个第二连接孔32和第三连接孔33，其中第二连接孔32的结构与底盖托板1的第一连接槽107和第一通孔106结构类似，第二连接孔32内也呈台阶结构，螺钉等连接结构穿过第二连接孔32与底盖托板2上的第一连接孔23连接，将下模板3固定到底盖托板2上，螺钉的螺帽容纳在第二连接孔32的容纳空间内，不超出下模板3的表面，不影响落料板7的安装。第三连接孔33与底盖托板2上的第一连接孔23的结构类似，用于与螺钉等结构配合，以将落料板7和上模板8固定在下模板3上。

请参考图12a至图12e，底板镶件4的整体形状大致呈圆柱形，其横截面的形状与下模板3的内壁35对应，具体的，底板镶件4的外壁也包括多个圆弧段和多个直线段，并分别与下模板3上的多个圆弧段和多个直线段对应，使得底板镶件4可以与下模板3的内壁贴合。底板镶件4上的第一通槽41位于底板镶件4上的几何中心，第一通槽41可呈圆形，其圆心为底板镶件4的几何中心。底板镶件4的表面设有第一成型槽42，第一成型槽42可以包括多个，并自第一通槽41沿径向向外延伸。一种实施例中，第一成型槽42为4个，且沿直线向外延伸，第一成型槽42将底板镶件4的表面划分为4个区域，以与下模板3的第三容纳槽31的4个容纳空间对应。第一成型槽42可以为圆弧形槽，即第一成型槽42自底板镶件4的表面向内延伸，优选的，第一成型槽42为半圆形槽，第一成型槽42自底板镶件4的表面向内延伸一个半径的深度，如此设置，使得与第一成型槽42配合形成成型槽的顶盖镶件5上的第二成型槽也可以为半圆形槽，便于加工。

一种实施例中，请参考图12a至图12e，并结合图3至图4，及图13a至图13d，所述底板镶件4设有多个第一定位槽43，所述多个第一定位槽43设于所述第一通槽41外周，且位于所述第一成型槽42的延伸方向上，所述顶盖镶件5设有与所述第一定位槽43对应的多个第二定位槽，所述第一定位槽43和所述第二定位槽用于容纳定位镶件6，所述定位镶件6用于限制所述坯料18在所述成型槽中的位置。

第一定位槽43的形状不限，优选的，第一定位槽43的横截面的形状呈

形。定位镶件6的结构与第一定位槽43对应，具体的，请参考图14，定位镶件6包括主体611，相对主体611突出的较长的第一端614，以及背向第一端614并相对主体611突出的较短的第二端612及第三端613，第二端612和第三端613可以相对第一端611的延伸平面对称设置，如此可以使得定位镶件6的受力均匀，避免局部受力集中而造成损坏。第一端611的延伸平面可以与第一成型槽42的延伸方向相同，即第一端611用于阻挡成型槽内的成型坯料19的延伸，第一端614受到成型坯料19的挤压，由于主体611及第二端612和第三端613提供的稳定的支撑作用，定位镶件6的结构可以承受较大的力的挤压而不变形，保证了微体积产品的成型效果。

底板镶件4上还设有第四连接孔44，第四连接孔44可以为螺纹孔，用于与顶盖镶件5上的第五连接孔511配合，用螺钉等连接结构将顶盖镶件5和底板镶件4固定。第四连接孔44可以设置多个，并相对底板镶件4的几何中心环形阵列排布，第四连接孔44的数量与第三容纳槽31划分的多个容纳空间的数量对应。

请参考图3和图4，并结合图13a至图13d，顶盖镶件5包括结构相同的多个单元，每个单元对应第三容纳槽31划分的多个容纳空间中的1个容纳空间。以单元数量为4个为例说明，顶盖镶件5包括结构相同的第一单元51、第二单元52、第三单元53和第四单元54，以第一单元51为例，第一单元51设有两个第二子定位槽513，两个第二子定位槽513设于第一单元51相邻的侧边，第一单元51还包括与下模板3的内壁35对应的外壁，第一单元51的外壁也包括一圆弧段和两个直线段，并分别与下模板3的内壁35的圆弧段和直线段对应，使得第一单元51安装后与下模板3的内壁35贴合。第一单元51背向外壁方向的尖端部分设有第二子通槽512，第二子通槽512的横截面为四分之一圆的结构。相邻的两个单元，如第一单元51和第二单元52安装后形成一个完整的第二定位槽，四个单元均安装完毕后，形成四个第二定位槽，且四个第二子通槽512围合形成完整的第二通槽。第一单元51的一侧表面沿侧边边缘方向还设有第二子成型槽514，第二子成型槽514的横截面为四分之一圆的结构，相邻的两个单元，如第一单元51和第二单元52安装后形成一个完整的半圆形的第二成型槽，第二成型槽用于与底板镶件4上的第一成型槽42配合形成一个完整圆形的成型槽的结构，四个单元均安装完毕后，形成四个第二成型槽，与底板镶件4配合即可形成4个完整的成型槽。第一单元51上还设有第五连接孔511，第五连接孔511的结构与第三连接孔33相似，第五连接孔511与底板镶件4上的第四连接孔44配合，通过螺钉等连接结构将顶盖镶件5的第一单元51连接固定到底板镶件4上，同理，即可将第二单元52、第三单元53和第四单元54连接固定到底板镶件4上。

请参考图5，并结合图15，落料板7整体呈圆形薄板状，落料板7的圆心位置设有落料槽71，落料槽71的横截面也可以呈圆形，落料槽71用于容纳坯料18，因此，坯料18也事先制作为圆形饼状，且坯料18的厚度不超过落料板7的厚度。落料板7上还设有第三导通槽74，用于容置导柱15。落料板7上还设有多个第六连接孔72和第七连接孔73，由于第六连接孔72和第七连接孔73的为薄板，因此，第六连接孔72和第七连接孔73均设置为通孔，仅用于通过螺钉等连接结构，落料板7的固定通过上模板8和下模板3之间，以及导柱15的定位连接固定。

请参考图16，上模板8整体呈圆环形柱状的结构，其外壁和内壁的横截面均呈圆形，内壁围合形成第四容纳槽81，第四容纳槽81的圆心为上模板8整体的圆心，第四容纳槽81用于容纳上模板镶件9。上模板8上设有第四导通槽82，用于容置导柱15。上模板8上还设有第八连接孔83和第九连接孔84，第八连接孔83的结构与第二连接孔32相似，用于与落料板7的第七连接孔73和下模板3上的第三连接孔33对应，并通过螺钉等连接结构将上模板8、落料板7和下模板3连接固定；第九连接孔84的结构与第三连接孔33相似，用于与上盖板10上的第十连接孔103对应。

请参考图17，并结合图2，上模板镶件9整体呈圆柱形，设有第三通槽91和多个第十一连接孔92。第三通槽91呈圆柱形，用于容置上模模套，第三通槽91的圆心为上模板镶件9的圆心。多个第十一连接孔92设于第三通槽91的外周，且相对第三通槽91的圆心的轴线环形阵列排布，第十一连接孔92可以为螺纹孔等结构，用于与上盖板镶件11的第十二连接孔112对应，可通过第二螺钉16等连接结构将上盖板镶件11与上模板镶件9连接固定。

请参考图18，并结合图1和图2，上盖板10整体呈圆环柱形结构，其外壁与内壁的横截面均为圆形，其内壁围合形成第五容纳槽101，第五容纳槽101的圆心为上盖板10的整体的圆心，第五容纳槽101用于容置上盖板镶件11。上盖板10上还设有多个第五导通孔102和第十连接孔103，第五导通孔102用于容置导柱15，第十连接孔103的结构与第二连接孔32的结构类似，第十连接孔103与上模板8的第九连接孔84对应，通过螺钉等连接结构旋入第十连接孔103和第九连接孔84即可将上盖板10固定在上模板8上。多个第五导通孔102和第十连接孔103相对上盖板10的圆心环形阵列排布，且第一导通孔102和第十连接孔103间隔设置。

请参考图19，上盖板镶件11的结构与底盖托板1的结构类似，整体呈圆柱形，设有第六容纳槽111，第六容纳槽111的圆心为上盖板镶件11的圆心，用于容纳上模模套的端头。在第六容纳槽111的外周设有多个第十二连接孔112，第十二连接孔112的结构与第二连接孔32的结构类似，与上模板镶件9的第十一连接孔92对应，通过第二螺钉16等连接结构将上盖板镶件11固定连接在上模板镶件9上。

请参考图20，第一模套121包括第一端头1211和第一主体部1212，第一主体部1212呈圆柱形的长棒状，第一端头1211设于第一主体部1212的端部，第一端头1211也呈圆柱形，设置上盖板镶件11的第六容纳槽111的直径比上模板镶件9的第三通槽91的直径更大，因此，设置第一端头1211的直径比第一主体部1212更大，第一主体部1212用于容纳在上模板镶件9的第三通槽91中，第一端头1211容置于上盖板镶件11的第六容纳槽111中。第一模套121上还开设有第四通槽1213，第四通槽1213贯穿第一端头1211和第一主体部1212，且第四通槽1213为圆形且其圆心的轴线为第一端头1211和第一主体部1212的圆心轴线，第四通槽1213用于容置第一模芯131。

请参考图21a至图21c，第二模套122的结构与第一模套121基本相同，包括第二端头1221和第二主体部1222，并开设有第四通槽1224，与第一模套121不同的是，第二模套122的第四通槽1224的直径比第一模套121的第四通槽1213的直径更小，第二主体部1222远离第二端头1221的一端还设有突起部1223，突起部1223自第二主体部1222的端面向外延伸，突起部1223呈圆柱形，其圆心为第二主体部1222的圆心，其直径可以与第一模套121上的第四通槽1213的直径相同，第二模套122的第四通槽1224也贯穿突起部1223。

由于在挤压坯料18时，先使用第一模套121，再使用第二模套122，因此，第一模套121和第一模芯131配合挤压坯料18产生一个凹坑后，再使用第二模套122和第二模芯132配合进行挤压，因此，第二模套122的凸起部1223可以深入坯料18的凹坑中，对坯料18进行抵持，保证坯料18的稳定，可提高第二模套122和第二模芯132对坯料18的挤压的稳定性，提高最终的微体积产品的成型效果。

请参考图22和图23，第一模芯131和第二模芯132的结构基本相同，即第一模芯131包括第三端头1311和第三主体部1312，第三端头1311和第三主体部1312均为圆柱形，第三端头1311的直径比第三主体部1312更大，第二模芯132与第一模芯131类似，也包括第四端头1321和第四主体部1322，区别在于，第四主体部1322的直径比第三主体部1312的小，且长度比第三主体部1312更长，这是因为，第三主体部1312用于伸入第一模套121的第四通槽1213中，而第四主体部1322用于伸入第二模套122的第四通槽1224中，由于两个通槽的尺寸不同，因此，与通槽配合的模芯的尺寸也不同，而要将坯料18挤压并伸入到第二通槽和第一通槽41中，第二模芯132的长度需更长。

请参考图24a和图24b，下模顶针14的结构与第一模芯131或第二模芯132的结构类似，包括第五端头141和第五主体部142，第五端头141和第五主体部142均为圆柱形，第五端头141用于容纳在底盖托板1的第二容纳槽105中，第五主体部142容纳在第一通槽41中，其长度根据微体积产品的尺寸而定。

以微体积产品为十字轴万向节为例说明本发明的工艺过程：

1、冲裁和成型

请参考图1、图2、，并结合图25a至图25e，先安装好模具，并放置好坯料18，坯料18为圆饼状，先使用第一模套121和第一模芯131，使用外力(例如冲压机)冲压第一模芯131，第一模芯131的第一主体部1312挤压坯料18，坯料18发生塑性变形，被挤压出一个凹坑183，形成外缘部分181和至少部分伸入第二通槽中的变形部182，待第一模芯131到达最深位置后，退出第一模套121和第一模芯131，再装入第二模套122和第二模芯132，第二模芯132在外力的作用下冲裁坯料18，使得坯料18被挤压而脱离一部分成为成型坯料19，原坯料18的凹坑183上形成一个通孔，凹坑183形成台阶结构184，第二模芯132继续推动成型坯料19并进入第一通槽41和成型槽中，完全挤压后，即得到十字轴万向节的微体积产品，其中十字轴万向节的结构包括柱体191和自主体191外周沿径向向外延伸的4个延伸臂192。

2、脱模

请参考图3、图4和图8，依次拆除上盖板镶件11、上盖板10、上模板8、上模板镶件9和落料板7后，再依次拆除顶盖镶件5的多个单元、定位镶件6、下模板3、底盖托板1和下模顶针14，再使用第二模芯132从底板镶件4背离顶盖镶件5的方向伸入第一通槽41中，可顶出十字轴万向节，得到完好无损的十字轴万向节。

Claims (10)

1.一种微体积成型模具，其特征在于，包括层叠设置的底板镶件、顶盖镶件、落料板和上模板镶件，所述底板镶件上设有贯穿上下表面的第一通槽，所述顶盖镶件上设有贯穿上下表面的第二通槽，所述第一通槽和所述第二通槽的位置对应，所述底板镶件和所述顶盖镶件相对的表面共同开设有成型槽，所述成型槽与所述第一通槽和所述第二通槽联通，所述落料板设有落料槽，所述落料槽用于容纳坯料，所述上模板镶件开设有贯穿上下表面的第三通槽，上模模套设置在所述第三通槽中，所述上模模套开设有第四通槽，所述第四通槽的位置与所述第二通槽对应，以使所述第四通槽、所述第二通槽和所述第一通槽的延伸方向在同一直线上，所述第四通槽中穿设有成型模芯，所述第一通槽中设有下模顶针，所述成型模芯用于冲裁所述坯料得到成型坯料，并推动所述成型坯料进入所述第二通槽和所述第一通槽，所述成型坯料被所述下模顶针限位，并进入所述成型槽中而成型；所述上模模套包括第一模套和第二模套，所述第一模套上开设的所述第四通槽的径向上的尺寸大于所述第二模套上开设的所述第四通槽的尺寸，所述成型模芯包括第一模芯和第二模芯，所述第一模芯用于与所述第一模套配合，所述第二模芯用于与所述第二模套配合。

2.如权利要求1所述的微体积成型模具，其特征在于，所述第一模套和所述第一模芯用于配合使得所述坯料被冲裁并形成成型坯料而伸向所述第二通槽，所述第二模套和所述第二模芯用于配合使得所述成型坯料进入所述第一通槽和所述成型槽。

3.如权利要求1所述的微体积成型模具，其特征在于，所述底板镶件的表面设有至少一个第一成型槽，所述至少一个第一成型槽自所述第一通槽沿径向向外延伸，所述底板镶件设有多个第一定位槽，所述多个第一定位槽设于所述第一通槽外周，且位于所述第一成型槽的延伸方向上，所述顶盖镶件设有与所述多个第一定位槽对应的多个第二定位槽，所述第一定位槽和所述第二定位槽用于容纳定位镶件，所述定位镶件用于限制所述成型坯料在所述成型槽中的位置。

4.如权利要求3所述的微体积成型模具，其特征在于，所述微体积成型模具还包括下模板，所述下模板设于所述落料板远离所述上模板镶件的一侧，所述下模板的内壁围合形成第三容纳槽，所述底板镶件和所述顶盖镶件容纳于所述第三容纳槽内，且所述底板镶件和所述顶盖镶件的外壁与所述下模板的内壁贴合。

5.如权利要求4所述的微体积成型模具，其特征在于，所述下模板的内壁的横截面包括多个圆弧段和多个直线段，且一个所述圆弧段和一个所述直线段依次连接，所述多个圆弧段和所述多个直线段相对所述下模板的几何中心中心对称，所述第三容纳槽的空间沿径向被划分为多个形状相同的容纳空间，所述顶盖镶件包括结构相同的多个单元，每个单元对应所述第三容纳槽划分的多个容纳空间中的1个容纳空间。

6.如权利要求5所述的微体积成型模具，其特征在于，所述多个单元中每个单元的一侧表面沿侧边边缘方向设有第二子成型槽，相邻的两个单元的所述第二子成型槽围合形成一个第二成型槽，所述第二成型槽与所述底板镶件的所述第一成型槽配合形成完整的成型槽，所述多个单元中每相邻的两个单元配合形成一个所述第二定位槽。

7.如权利要求5所述的微体积成型模具，其特征在于，所述多个单元中的每个单元背向外壁方向的尖端部分设有第二子通槽，所述多个单元的外壁用于与所述第三容纳槽的内壁贴合，所述多个单元的多个所述第二子通槽围合形成所述第二通槽。

8.如权利要求4所述的微体积成型模具，其特征在于，所述微体积成型模具还设有底盖和底盖托板，所述底盖设于所述底板镶件背离所述顶盖镶件的一侧，所述底盖背向所述底板镶件的一侧设有第一容纳槽，所述底盖托板容纳于所述第一容纳槽中，所述底盖托板上朝向所述底板镶件的一侧还设有第二容纳槽，所述底盖上还设有第五通槽，所述第五通槽与所述第一通槽对应，所述第二容纳槽用于容纳所述下模顶针的一端，所述下模顶针穿过所述第五通槽并伸入所述第一通槽内。

9.如权利要求8所述的微体积成型模具，其特征在于，所述微体积成型模具还包括上模板、上盖板和上盖板镶件，所述上模板设于所述落料板背向所述下模板的一侧，所述上模板开设有第四容纳槽，所述上模板镶件容纳于所述第四容纳槽内，所述上模板用于限制所述上模板镶件的位置，使得所述上模板镶件中的所述第三通槽的位置保持与所述第二通槽对应，所述上盖板设于所述上模板远离所述落料板的一侧，所述上盖板设有第五容纳槽，所述上盖板镶件容纳于所述第五容纳槽内。

10.如权利要求9所述的微体积成型模具，其特征在于，所述底盖、所述下模板、所述落料板、所述上模板和所述上盖板上至少穿设有两个导柱，所述至少两个导柱用于限制所述底盖、所述下模板、所述落料板、所述上模板和所述上盖板之间的相对位置，为微体积成型提供稳定的工作环境。

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