[發明專利]一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置

有效

• 申請號: 201510048737.5
• 申請日: 2015-01-30
• 公開（公告）號: CN104841750B
• 公開（公告）日: 2017-07-18
• 發明（設計）人: 戴峰澤
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B21D26/06
• 分類號: B21D26/06;B23K26/18
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司32200
• 代理人: 樓高潮

1.一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：凹模鑲塊的外圓柱面通過過盈配合安裝于下模座的沉孔內；頂塊通過配合面與下模座的內圓柱面互相配合安裝在下模座內；預緊螺母通過外螺紋與下模座的內螺紋配合安裝在下模座內，位于頂塊下方；彈簧安裝在頂塊的圓柱面和預緊螺母的圓柱面上；在凹模鑲塊的上端面上依次覆蓋金屬薄膜、吸收層和掩膜，并通過夾具系統保證掩膜的掩膜孔對準凹模鑲塊的切斷模孔；水膜覆蓋在掩膜和吸收層上，掩膜孔的外形與凹模鑲塊的切斷模孔的外形相似；高能脈沖激光的一部分透過透明水膜輻照在掩膜的上表面，另一部分透過水膜和掩膜孔，形成特定形狀的激光光斑輻照在吸收層表面；掩膜的上表面吸收激光能量在水膜的約束下產生等離子爆炸，產生一個巨大的壓力，該壓力將掩膜、吸收層和金屬薄膜壓緊在下模座上；另一部分具有特定形狀的激光光斑到達吸收層后，吸收層吸收的激光能量在水膜的約束下產生等離子爆炸，形成沖擊波，該沖擊波的壓力大于頂塊提供的向上壓力，在該具有特定輪廓的沖擊波和凹模鑲塊的切斷模孔作用下，金屬薄膜和頂塊同時向下運動，金屬薄膜被切斷，獲得一個具有特定形狀的平整的微零件。

2.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的高能脈沖激光為聚焦后的脈沖激光束，脈寬為10-100ns，脈沖能量為0.1-1J，聚焦后的激光束透過水膜到達吸收層時，其直徑大于掩膜孔徑向最大尺寸的2倍。

3.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的水膜的厚度為1～1.5mm。

4.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的吸收層的材質為鋁箔或者黑漆，厚度為50～150μm。

5.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的掩膜，材質為T7、20Cr或40Cr模具鋼，厚度為0.5mm，掩膜孔的外形為圓形、正方形或者其他異形孔，且與凹模鑲塊的切斷模孔的外形相似，掩膜孔的尺寸比切斷模孔的尺寸小3～10μm。

6.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的金屬薄膜的厚度介于20～300μm之間。

7.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的凹模鑲塊的材質為T7、20Cr或40Cr模具鋼，凹模鑲塊的上端面與下模座的上端面在同一平面內，凹模鑲塊的厚度為1mm，其切斷模孔水平方向的尺寸介于30～100μm之間。

8.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的頂塊的材質為硬質合金、20Cr或40Cr，頂塊的上端面與凹模鑲塊的上端面在同一平面內。

9.如權利要求1所述的一種基于激光沖擊波的微沖裁裝置，其特征在于：所述的彈簧能提供的頂件力范圍為0.1～3N。