[发明专利]基于液压油的激光冲击微成形装置及其方法

说明书

本发明公开了基于液压油的激光冲击微成形装置及其方法，该装置包括激光发射系统、控制系统和工件变形操作系统；激光发射系统包括脉冲激光器、平面反射镜、可调焦透镜、透镜支架；控制系统包括激光控制器、计算机、三维移动平台控制器、气动控制器、液压控制器、电磁控制器。工件变形操作系统包括三维移动台、外壳、送料装置、套筒、软膜、限制层压紧装置；本发明方法通过激光脉冲作为能量源，利用软膜压缩液压油产生冲击压力，从而实现薄板的微成形，可使边角微小倒角成形效果更好。本发明的送料装置能够实现半自动换工件并且可以方便的实现工件的定位与夹紧。

技术领域

本发明属于激光冲击板材微成形技术领域，尤其是基于液压油的激光冲击微成形装置及其方法。

背景技术

近年来，随着微机电系统(MEMS)的快速发展，具有轻、薄、短、小、多功能特点的微型产品需求量不断增加，从而带动了金属微成形技术的发展，产品的微型化也成为了工业制造业发展的一个重要趋势。微器件制造存在效率低、成本高、操作难度大、材料限制等问题，因此开发和探究新的微成形工艺成为研究者的共识。目前，微塑性成形还较多的使用微冲头进行板材的冲击，但是微冲头等冲裁设备制造困难以及冲裁过程中难对中问题使得传统微冲裁技术有很大的局限性，解决好金属薄板微成形对如今的工业发展来说至关重要。

申请号201610680668.4的中国专利提出了一种基于激光冲击金属箔板渐进弯曲成形的装置及其方法。此专利利用掩膜来改变激光的光斑大小，以此来冲击出各种需要的形状。其利用软膜作为柔性冲头进行冲击可以很好成形工件，并且工件表面很少出现烧蚀。但是这种方法很难成形复杂造型而且对于边角的小凹槽也难以成形。申请号201210092979.0的中国专利提出了一种板材磁流变液软模成形装置，此装置可以通过液压缸压缩磁流变液从而压缩板材进行薄板的成形。此方法还可以通过改变通电线圈的电流，从而改变磁场大小以此来改变磁流变液粘度以便于可以适应不同的板材。但是此种方法由于液压缸尺寸的原因，对于板材的微成形很难实现。

发明内容

针对现有技术对于金属薄板微成形存在的问题，本发明提出了基于液压油的激光冲击微成形装置及其方法，实现了金属薄板的微成形；该方法通过激光冲击软膜来压缩液体从而产生冲击压力来实现金属薄板的微成形，避免了使用高价格的微冲头并且本方法采用液体作为柔性冲头进行薄板的冲击可以更好的实现薄板边角的成形，使成形效果更好。

本发明是通过如下技术手段进行实现的：

基于液压油的激光冲击微成形装置，包括激光发射系统、控制系统和工件变形操作系统；

所述激光发射系统包括脉冲激光器、平面反射镜、可调焦透镜、透镜支架；所述平面反射镜与激光器所发出的光束呈45°；所述可调焦透镜放置于脉冲激光器发射的经过平面反射镜反射后的光路上；所述可调焦透镜安装在透镜支架上；所述透镜支架安装在底座上；

所述控制系统包括激光控制器、计算机、三维移动平台控制器、气动控制器、液压控制器和电磁控制器；所述激光控制器、三维移动平台控制器、气动控制器、液压控制器、电磁控制器均与计算机相连；所述激光控制器与脉冲激光器相连，用于控制脉冲激光器的工作状态；所述三维移动平台控制器与三维移动台相连，用于控制三维移动台的移动；所述气动控制器与第一气缸、第二气缸活塞杆、第二气缸缸筒相连，用于控制两个气缸的运作；所述液压控制器与泵和截止阀相连，用于控制系统的进油与吸油；所述电磁控制器与线圈连接，用于控制线圈的通电与断电；

所述工件变形操作系统包括三维移动台、外壳、送料装置、套筒、软膜、限制层和压紧装置；所述三维移动台固定在底座上；所述三维移动台上安装有外壳；外壳为空心凸字形结构，外壳内壁与送料装置的凹模配合，送料装置置于外壳内，且送料装置的第二气缸缸筒固定设置在三维移动台上；外壳的上端内壁与套筒配合，套筒中心开设有通孔A，通孔A内通有液压油，液压油由泵和单向阀吸入套筒通孔A内，套筒通孔A的上表面设置有软膜，软膜上设置有限制层；所述压紧装置包括压边圈和圆柱弹簧；所述圆柱弹簧上下两端分别连接压边圈和套筒；