[發明專利]一種激光沖擊金屬薄板成形裝置及其方法

有效

• 申請號: 201710724738.6
• 申請日: 2017-08-22
• 公開（公告）號: CN107717212B
• 公開（公告）日: 2019-04-02
• 發明（設計）人: 張國策;劉會霞;張文昊;王霄
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種激光沖擊金屬薄板成形裝置及其方法，該裝置包括激光發射系統、工件成形系統和控制系統三部分組成；所述激光控制發射系統由激光控制器、脈沖激光器、反光鏡、聚光鏡、聚光鏡支架、底座；所述工件成形系統由壓緊機構、Y型壓緊手柄、彈簧一、長螺栓、成形機構、三坐標移動平臺等組成；所述控制系統由計算機、激光控制器、三坐標移動平臺控制器、實時溫度控制器、加熱裝置、溫度測量裝置等組成；本發明采用脈沖激光作為能量源，通過加熱輔助成形系統實現了單層及多層金屬薄板的微變形，提高了成形性能。

技術領域

本發明屬于激光加工制造及金屬板成形領域，具體涉及一種激光沖擊金屬薄板成形裝置及其方法。

背景技術

隨著社會的不斷發展，科技生產水平得到了大幅度的提升，先進制造特別是精密制造的出現，使得越來越多微型零件被加工制造出來，廣泛的應用到航天航空、生物醫療等各個方面。在精密制造發展的過程中，人們為了進一步提高微成形的成形性能，加熱輔助成形被提出，并得到了廣泛地應用。熱作為一種輔助成形手段，通過提高成形溫度可以增大材料的塑性，從而提高工件的微成形能力。而在加熱輔助工件微彎曲成形中，成形裝置的設計是微成形實驗的重要任務之一。

現有的加熱輔助成形裝置主要以電磁加熱微成形裝置為主，而這種加熱裝置不與工件接觸，故而只適用于磁性工件，具有很大的局限性。而其他接觸式加熱輔助成形裝置，大多采用開環溫度控制，不能很好的實時監測、控制裝置的溫度，不能滿足對溫度精度要求高的微成形的需求。申請號為CN201310298622.2的中國專利公開了一種高應變率下的微塑性成形裝置及方法，該成形裝置由于結構的限制，使得每個模具上只能存在一種尺寸的微模，且更換試樣時要卸掉壓邊圈和法蘭，操作較為復雜。針對上述問題，有必要提供一種激光沖擊金屬薄板微彎曲加熱輔助成形裝置，以解決上述不足。

發明內容

本發明要解決的就是針對上述問題提供一種基于激光沖擊的，采用加熱輔助的金屬薄板微成形裝置及成形方法。溫度控制精度高，且簡單易操作。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種激光沖擊金屬薄板成形裝置，包括激光發射控制系統、工件成形系統、控制系統；

所述激光發射控制系統包括脈沖激光器、反光鏡、聚光鏡、聚光鏡支架和底座；所述聚光鏡支架垂直固定在底座上，聚光鏡固定在聚光鏡支架上，脈沖激光器發出的激光束經過45°設置的反光鏡反射到聚光鏡上進行聚光后照射到工件成形系統正上方；

所述工件成形系統包括壓緊機構、Y型壓緊手柄、第一彈簧、長螺栓、成形機構和三坐標移動平臺；所述成型機構和壓緊機構置于經過聚光鏡聚光后的激光束的正下方；所述三坐標移動平臺位于底座之上，三坐標移動平臺上安裝有成型機構，成型機構正上方設置有壓緊機構，所述壓緊機構通過安裝在Y型壓緊手柄上的第一彈簧與成型機構連接；所述Y型壓緊手柄一端設置在壓緊機外壁上，另一端設置在成型機構外壁上，且Y型壓緊手柄沿成型機構和壓緊機構的軸線對稱分布；

所述壓緊機構為中心開孔結構，且外壁上沿軸線對稱設置有第一固定耳；所述成型機構外壁上沿軸線對稱設置有第二固定耳；Y型壓緊手柄安裝在第一固定耳與第二固定耳內；

所述成形機構還包括模具、模具底座、保溫底座和固定鍵；所述保溫底座通過螺栓與三坐標移動平臺相連接；所述保溫底座內部設置有模具底座，模具底座外側開設有鍵槽，保溫底座通過固定鍵與模具底座上開設的鍵槽鍵連接；所述模具底座為凹槽型，且凹槽形狀為T字型結構，該T字形結構上端為圓孔A，下端為正方形槽，所述模具底座圓孔A中設置有模具；所述模具為T字型結構；所述模具上端面上90°均布開設有第一微槽、第二微槽、第三微槽和第四微槽；模具下端面安裝在正方形槽內