[发明专利]激光辅助剪切的旋压装置及成形方法

说明书

本发明提供了一种激光辅助剪切的旋压装置及成形方法，包括旋压组件以及激光调节组件，所述激光调节组件包括激光器，所述激光器通过可调连接组件安装在旋压组件上，所述激光器用于照射被加工件并能够通过可调连接组件修正激光器在被加工件上的照射位置，所述旋压组件用于旋压加工被加工件，本发明结构设计精炼，激光热源精准输入，能应用多道次或一道次工艺实现小半锥角筒体旋压加工，解决了难变形金属小半锥角薄壁筒体难成形问题，与现有技术中仅确定板料激光加热周向位置相比，通过板料加热位置的径向和周向定位联合精确调控，可以实现拉弯区和剪切区同时加热，实现激光热源精确加载到全部变形区，实现了更好的成形加工效果。

技术领域

本发明涉及金属板旋压成形技术领域，具体地，涉及一种激光辅助剪切的旋压装置及成形方法。

背景技术

轻质合金锥形薄壁构件是航天航空器大量使用的一类典型产品，目前采用多道次剪切旋压工艺完成此类高精确等壁厚薄壁构件整体成形制造。多道次冷剪切旋压因产生严重的材料加工硬化，难变形轻质合金材料将产生破裂现象，导致加工失败，而中间穿插退火工序，将带来工艺链长、零件几何精度差、组织控制难等问题。

剪切旋压加工是通过旋轮将力载荷施加到板料上某一点，在较小的局部区域内板料发生强烈的塑性流动，并且构件厚度遵循正弦规律，而其他区域均处非塑性状态而不发生流动，是一种典型的局部塑性变形。针对剪切旋压变形特点，局部加热、温度可控、能率高效的非接触热源是工程上渴求的加热方法。为此，近些年，激光辅助旋压工艺被提出，实现旋压过程薄板材料局部的高效加热。然而，现有激光旋压工艺存在明显不足：激光热源没有照射到最大拉伸变形区，缺少精准位置控制参数。为此，需要综合剪切旋压变形特点和激光热源本质，提出激光辅助剪切旋压的精准加热工艺方法和对应试验装置。

综上所述，针对现有成形工艺存在的问题，提出一种面向薄板的激光辅助剪切旋压工艺方法和试验装置，实现小半锥角筒体的激光辅助剪切旋压成形，减少现有多道次剪切旋压方法，并实现小半锥角筒体一道次成形，实现薄壁筒体精准高效成形加工。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种激光辅助剪切的旋压装置及成形方法。

根据本发明提供的一种激光辅助剪切的旋压装置，包括旋压组件以及激光调节组件；

所述激光调节组件包括激光器，所述激光器通过可调连接组件安装在旋压组件上，其中，所述激光器用于照射被加工件并能够通过可调连接组件修正激光器在被加工件上的照射位置；

所述旋压组件用于旋压加工被加工件。

优选地，所述旋压组件包括支撑架，所述可调连接组件包括连杆结构以及移动组件；

所述连杆结构的一端安装在支撑架上，所述移动组件连接连杆结构的另一端，所述激光器安装在移动组件上。

优选地，所述移动组件包括基座以及连接板，所述基座上设置有滑槽，所述连接板匹配安装在滑槽中并能够在滑槽中通过手动调节方式或机器调节方式进行滑动，所述激光器安装在连接板上。

优选地，所述移动组件还包括卡环以及凸台；

所述凸台安装在基座上，所述卡环沿所述凸台的周向布置并以可拆卸的方式安装在基座上。

优选地，所述连杆结构包括第一连杆、第二连杆以及调节件；

所述调节件上设置有弧形通孔，所述第二连杆的一端连接支撑架，所述第二连杆的另一端与第一连杆的一端活动配合并能够相对转动，其中，所述第一连杆、第二连杆上分别设置有第一限位杆、第二限位杆，第一限位杆、第二限位杆分别延伸到弧形通孔中并能够在弧形通孔中滑动，所述第一限位杆、第二限位杆分别对第一连杆、第二连杆的相对转动限位，所述第一连杆的另一端安装在所述凸台上。

根据本发明提供的一种激光辅助剪切的旋压成形方法，包括如下步骤：