[发明专利]一种微细波纹板激光弯曲成形装置及方法

权利要求书

1.一种微细波纹板激光弯曲成形装置，其特征在于：包括工作台(1)，工作台(1)上设有二维移动台，二维移动台上通过紧固螺栓(14)连接有机床分度头基座(4)；机床分度头基座(4)顶部水平穿设有主轴，主轴的左端伸出机床分度头基座(4)外并与转动手柄(5)相连，主轴的右端延伸出机床分度头基座(4)外的外壁上连接有外分度盘(7)，外分度盘(7)能随主轴转动；主轴的右端头通过连接装置(9)与三爪卡盘(10)相连；内分度盘(6)为半圆环状，外分度盘(7)为圆环状，内分度盘(6)、外分度盘(7)上沿周向均布有若干定位孔；

所述三爪卡盘(10)内夹持有平板夹具(11)，平板夹具(11)包括平板上夹具(1102)和平板下夹具(1101)，平板上夹具(1102)和平板下夹具(1101)的夹持面为平面；平板上夹具(1102)和平板下夹具(1101)之间夹持有待加工金属板(12)，待加工金属板(12)的正上方设有振镜式激光加工系统中的场镜(13)，平板上夹具(1102)和平板下夹具(1101)通过第一销(1103)和第二销(1104)固定连接；

还包括水平仪，水平仪设置在平板夹具(11)上，水平仪用于检测平板上夹具(1102)和平板下夹具(1101)的夹持面是否平行于水平面；当所述夹持面平行于水平面时，即待加工金属板(12)处于水平状态时，内分度盘(6)、外分度盘(7)上的相对应的定位孔内设有插销(8)，通过插销(8)固定主轴与机床分度头基座(4)的相对位置。

2.如权利要求1所述的一种微细波纹板激光弯曲成形装置，其特征在于：所述二维移动台包括x轴位移台(3)和y轴位移台(2)，x轴位移台(3)和y轴位移台(2)水平设置，且均为千分尺位移台。

3.基于权利要求1或2所述的一种微细波纹板激光弯曲成形装置的加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将金属板去应力回火后，裁剪成预设尺寸大小的待加工金属板，将待加工金属板清理干净并用砂纸打磨去除表面氧化膜，预留装夹距离L₀；

步骤2，在待加工金属板长度为L-L₀的距离内，即待加工金属板的加工区域内；沿长度方向等距离划好沿宽度方向延伸的正面扫描路径和反面扫描路径，正面扫描路径位于待加工金属板的正面，反面扫描路径位于待加工金属板的反面，正面扫描路径和反面扫描路径交错设置，对正面扫描路径和反面扫描路径按照正反面依次排序；在正面扫描路径和反面扫描路径的两端涂覆炭黑涂层，两端涂覆炭黑涂层的涂覆长度相等，涂覆长度为待加工金属板宽度的1/4～1/3，得到处理好并规划好扫描路径和炭黑涂层的金属板；

步骤3，将处理好并规划好扫描路径和炭黑涂层的金属板装夹到平板夹具上调整好手柄，使金属板处于水平状态；按照所需的金属板弯曲角度调整激光器的加工参数，所述加工参数包括激光器功率、扫描速度、扫描次数，激光器按照步骤2中正面扫描路径和反面扫描路径的排序依次进行扫描；

步骤4，激光器单道扫描路径扫描结束后，待金属板冷却至室温时，通过手柄对金属板翻面，控制二维移动台继续进行下一次扫描，激光器在每次扫描时保持同一个扫描方向；

步骤5，全部扫描结束后，取下加工好的金属板并将提前预留的L₀长度的未加工区域切除。

4.如权利要求3所述的加工方法，其特征在于：所述步骤4中，激光器单道扫描路径扫描结束后，测量所述金属板的弯曲方向上各个位置的弯曲角度大小，并与预设的弯曲角度进行比较，优化所述加工参数。

5.如权利要求3所述的加工方法，其特征在于：所述待加工的金属板宽度小于等于平板夹具的宽度，或不超过平板夹具宽度的30％～50％，待加工的金属板长度在金属板的可弯曲范围内；待加工的金属板的加工区域的长宽比的范围在1～2内。