微成形工艺系统设计与优化

和传统的成形工艺一样，微成形工艺系统也由材料、成形过程、工模具、设备（包括工装）四部分构成，见图5-6-5。在微成形加工中同样需要考虑工模具的设计、工艺参数的优化、材料的磨损及处理等问题，但其主要特点却是由微小尺寸引起的微观尺度效应决定的。简言之，就是不能把宏观工艺参数、结构参数、物理参数简单地按几何比例缩小应用到微成形过程中，因为微型化的影响波及整个工艺系统的各个方面。

图5-6-5 微成形工艺系统(www.xing528.com)

材料方面的影响主要表现在成形过程中的流动应力、各向异性、伸长率及成形极限等方面，这些都与材料的微观晶体粒度及产品的微小结构有关；对材料的影响进一步波及具体的工艺过程，成形力、摩擦、回弹、毛刺以及制品精度等都表现出与宏观工艺不同的特性，甚至在使用有限元程序分析模拟中也必须考虑这些影响；在工模具方面主要是制造问题，即如何制造出小尺寸、高精度、内孔、外凸、复杂内腔的成形部件；对设备和传输装备而言主要是冲裁和传输速度问题，以每分钟300冲次的速度冲制直径不到0.5mm的小孔，而又必须在0.2s内将其装夹定位于下一步微米级精度的模具上将是极其困难的。微小零件与工装的粘附作用更增加了操作过程的难度，可喜的是微机械的发展已经开始解决这一问题；此外，产品的微型化也带来精度控制方面的难度，相关的测量手段也必须发展，且加工场地也有特殊要求。