[发明专利]一种高应变率激光冲击成形微体积零件的自动化装置及其方法

权利要求书

1.一种高应变率激光冲击成形微体积零件的自动化装置，其特征在于，包括激光发射系统、控制系统、冲击成形系统和放置转换系统；

所述激光发射系统包括脉冲激光器(1)、反射镜(2)、可调聚焦透镜(3)、透镜支架(4)和基座(6)；所述透镜支架(4)通过竖支架(5)安装在基座(6)上，透镜支架(4)上安装有可调聚焦透镜(3)，可调聚焦透镜(3)将经过反射镜(2)反射的来自脉冲激光器(1)的激光聚焦；

所述冲击成形系统包括模具系统(7)、自动开关模装置(8)和三坐标移动平台(9)；所述三坐标移动平台(9)置于基座(6)上方；所述模具系统(7)包括凸模(18)、左凹模(20)、右凹模(21)和导轨(22)；所述凸模(18)上端设有圆形凹腔，圆形凹腔用以放置约束层(16)和吸收层(17)，凸模(18)下端设有凸起；所述左凹模(20)和右凹模(21)结构相同，左凹模(20)和右凹模(21)合模组成一个上端凹槽型，下端沿中心轴线对称的倒V字形的凹模，且凹模下端面开设有导轨(22)；

所述自动开合模装置(8)包括第一滑块(23)、底座(24)和第一液压缸(25)；所述底座(24)为齿形结构，底座(24)固定在三坐标移动平台(9)上；所述第一液压缸(25)固定在三坐标移动平台(9)上，第一液压缸(25)的活塞杆上加工有外螺纹，活塞杆穿过底座(24)上表面的圆形通孔与第一滑块(23)上的螺纹孔螺纹连接；第一滑块(23)为等腰梯形结构，且底座(24)上端面及第一滑块(23)腰部中心位置处均开设有凹槽，该凹槽与导轨(22)滑动连接，导轨(22)可以沿凹槽左右移动；

所述放置转换系统(10)包括转换底座(26)、转换电机(27)、转换支架(28)、伸缩气缸(29)、棒料自动夹取装置(30)、凸模自动夹取装置(31)和转换平台(32)；

所述棒料自动夹取装置(30)和凸模自动夹取装置(31)两者的结构相同；均包括第二液压缸(33)、第二滑块(34)、右曲杆(35)、右直杆(36)、销钉(37)和左直杆(38)、左曲杆(39)；所述放置转换系统(10)设置在三坐标移动平台(9)上，且置于自动开合模装置(8)的左侧；所述棒料自动夹取装置(30)和凸模自动夹取装置(31)上下对称的安装在转换平台(32)上；所述转换平台(32)固定安装在转换支架(28)上；转换平台(32)左右对称设置有矩形孔和销钉孔，矩形孔的两侧内壁开有滑槽A；所述第二滑块(34)两侧开设有厚度小于矩形块的滑轨B，第二滑块(34)两侧的滑轨B与转换平台(32)上的滑槽A进行间隙配合，从而实现第二滑块(34)沿转换平台(32)左右滑动；第二液压缸(33)固定在转换平台(32)上，第二液压缸(33)的活塞杆与第二滑块(34)相连；所述销钉(37)安装在转换平台(32)上的销钉孔内，右直杆(36)、左直杆(38)的一端均安装在销钉(37)上，并均可绕销钉(37)进行转动；右曲杆(35)、左曲杆(39)的一端均铰接于第一滑块(34)上，右直杆(36)、左直杆(38)的另一端分别铰链于右曲杆(35)、左曲杆(39)上。

2.根据权利要求1所述的一种高应变率激光冲击成形微体积零件的自动化装置，其特征在于：所述的左凹模(20)和右凹模(21)尺寸均为2cm×2cm×2cm。

3.根据权利要求1所述的一种高应变率激光冲击成形微体积零件的自动化装置，其特征在于：该装置还包括控制系统，所述控制系统包括激光控制器(15)、计算机(14)、步进电机控制器(13)、液压控制系统(12)、三坐标移动平台控制器(11)；所述激光控制器(15)、步进电机控制器(13)、液压控制系统(12)、三坐标移动平台控制器(11)均与计算机(14)连接；所述激光控制器(15)与脉冲激光器(1)相连接，用于控制脉冲激光器(1)的工作状态；三坐标移动平台控制器(11)与三坐标移动平台(9)相连，用于控制其作平面移动；所述液压控制系统(12)与第一液压缸(25)、第二液压缸(33)相连，用于控制第一液压缸(25)、第二液压缸(33)的伸缩；所述步进电机控制器(13)与转换电机(27)、伸缩气缸(29)相连，用于控制转换电机(27)的转动以及伸缩气缸(29)的上下移动。

4.根据权利要求1所述的一种高应变率激光冲击成形微体积零件的自动化装置，其特征在于：所述凹模上的导轨(22)和凹槽的截面均为燕尾形。