[发明专利]一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置及方法

权利要求书

1.一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，包括激光喷丸成形系统和第二纳秒激光器（20），所述激光喷丸成形系统的约束层侧设置有爆炸冲击波约束腔，所述炸冲击波约束腔内设置有爆炸颗粒球（14），所述第二纳秒激光器（20）发出的光斑正对所述爆炸颗粒球（14）。

2.根据权利要求1所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述爆炸冲击波约束腔包括挡板（7）和机架(26)，所述挡板（7）和机架(26)之间设置有光学玻璃（13），所述第二纳秒激光器（20）发出的激光光束穿过所述光学玻璃（13）后正对所述爆炸颗粒球（14），所述挡板(7)、所述机架(26)和所述光学玻璃(13)围成的空腔为爆炸冲击波约束腔。

3.根据权利要求2所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述机架(26)内设置有颗粒爆炸球储存箱(19)和爆炸颗粒球输出管道，所述爆炸颗粒球输出管道与所述颗粒爆炸球储存箱(19)连通，所述爆炸颗粒球输出管道上设置有第二风机(21)，所述爆炸颗粒球输出管道出口处设置有环形挡板(15)，所述环形挡板(15)下方设置有若干第一风机(17)，所述第二风机(21)用来将所述颗粒爆炸球储存箱(19)内的爆炸颗粒球（14）沿爆炸颗粒输出管道输送至所述爆炸冲击波约束腔内，所述第一风机(17)用来控制所述爆炸颗粒球（14）在所述爆炸冲击波约束腔内的位置。

4.根据权利要求3所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述爆炸颗粒球输出管道内设置有门形支撑板（23），所述门形支撑板（23）位于颗粒爆炸球储存箱(19)的出口处，所述门形支撑板（23）的下方与伸缩杆（24）连接，所述伸缩杆（24）与第二电机(25)固定连接，所述门形支撑板（23）用来将所述颗粒爆炸球储存箱(19)内的爆炸颗粒球（14）输送至所述第二风机(21)处。

5.根据权利要求4所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述机架(26)内设置有第一电机(16)，所述爆炸颗粒球输出管道内设置有伸缩板(18)，所述伸缩板(18)位于所述第二风机(21)和所述爆炸颗粒球输出管道的出口之间，所述第一电机(16)通过控制所述伸缩板(18)的运动位置实现对所述爆炸颗粒球输出管道的通断。

6.根据权利要求5所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述爆炸冲击波约束腔附件设置有第一三维信息采集器(4)。

7.根据权利要求6所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述激光喷丸成形系统包括x-y-z三轴加工平台（10）和第一纳秒激光器（1），所述x-y-z三轴加工平台（10）上固定有目标板材（9），所述目标板材（9）上设置有吸收层（8），所述第一纳秒激光器（1）发出的激光依次通过反射镜(2)和聚焦镜(5)后聚焦在所述吸收层（8）上。

8.根据权利要求7所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述吸收层（8）附件设置有第二三维信息采集器（6）。

9.根据权利要求8所述的一种以爆炸冲击波为约束层的激光喷丸成形装置，其特征在于，所述x-y-z三轴加工平台（10）与运动控制器(22)连接，所述运动控制器(22)、所述第一纳秒激光器（1）、所述第一三维信息采集器(4)、所述第二三维信息采集器（6）、所述第二纳秒激光器(20)、所述第一风机(17)、所述第二风机(21)、所述第一电机(16)和所述第二电机(25)均与计算机(3)信号连接。

10.利用权利要求9所述的激光喷丸成形装置进行激光喷丸成形方法，其特征在于，包括以下步骤：S1打开颗粒爆炸球储存箱（19）内的开口使爆炸颗粒球（14）沿着管道流出到门形支撑板（23）上；S2启动第二电机（25）驱动伸缩杆（24），带动爆炸颗粒球（14）移动到第二风机（21）的出风口，并启动第一电机（16）收缩伸缩板（18）；S3启动第二风机（21）将爆炸颗粒球（14）吹出，同时启动第一风机（17）使爆炸颗粒球（14）悬浮在空中；启动第一三维信息采集器（4）和第二三维信息采集器（6）分别监测爆炸颗粒球（14）和吸收层（8）；通过改变第一风机（17）风速的角度和大小可控制爆炸颗粒球（14）悬浮的位置，启动第一电机（16）伸出伸缩板（18），启动第二电机（25）收缩伸缩杆（24）使下一个爆炸颗粒球（14）流出到门形支撑板（23）上；S4启动x-y-z三轴加工平台（10）使目标板材（9）待加工位置与爆炸颗粒球（14）悬浮位置齐平，同时启动第一纳秒激光器（1）和第二纳秒激光器（20）；重复S2-S4所述步骤。