[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

摘要

本发明公开了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；该装置包括激光发射系统、控制系统、冲击成形系统和放置转换系统；本发明采用脉冲激光作为能量源，通过凸模和组合凹模的共同作用，实现了高应变率冲击成形微体积零件。自动开合模装置实现了凹模的自动打开和闭合，便于放置棒料和取出微零件，提高了工作效率，且不易损坏成形零件的表面质量；在凹模闭合时，该装置有自锁功能，保证了成形微零件的精度。利用放置转换系统实现了棒料、零件和凸模的自动化放置与存取，保证了生产效率，提高了生产安全性。本发明无需制作复杂的模架，装置简单易行。

主权项

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。