文/吴凯，陈杨锴，李晓星·北京航空航天大学

基于有限元分析和试验的橡胶切边机理研究

文/吴凯，陈杨锴，李晓星·北京航空航天大学

现如今，微机电系统有着广泛的应用领域，如医学和生物科学，因而得到了广大学者的关注。而在微机电系统中，零件较小较薄，尺寸在毫米级，厚度则为微米级，很多为金属箔材。由于箔材非常薄，需要非常高的制造精度和装配精度，而使用柔性模具作为凸模或凹模则可有效降低这种要求，而柔性模具的切边机制并不明确。使用传统冲压工艺成形箔材，需要较高的模具尺寸精度和装配精度，加工费用较高，充液成形其液压系统也较复杂，因此使用橡胶替代凸模或者凹模得到了应用。

研究背景

Jie Xu等以铜箔刚性模切边工艺为研究对象，研究了切边间隙和箔材晶粒大小对切边结果的影响。结果表明，相对切边间隙（间隙与板厚比值）越大，切边后零件越不整齐，这将使得板料更容易破裂，而相对切边间隙为10%时，不同的颗粒尺寸并不影响切边机制，仍然为剪切断裂。最后建立了针对微形切边的尺寸影响模型，该模型考虑了相对切边间隙和箔材颗粒大小的影响。

K·H·Shim等以铝箔和铜箔刚性模切边工艺为研究对象，研究了凸凹模圆角，切边间隙和材料对切边结果的影响。结果表明，凸模圆角为主要因素，在相对切边间隙为10%的情况下，切边后毛刺高度随着凸模圆角的增大而增大，毛刺高度亦随着切边间隙的增大而增大，改变材料并不影响切边机制。……