[发明专利]一种激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置及其方法

摘要

本发明属于机械制造微零件研究领域的一种激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置以及方法，包括脉冲激光产生系统、碟形件成形系统、碟形件控制系统和激光光斑定位系统；与现有技术相比，本发明基于激光柔性动态加载载荷，完成了高精度碟形零件的制造工艺，本方法过程不需要制造凸模，解决了在传统制造过程中的需要设计复杂的复合模和级进模的问题；模具的可拆卸，实现了成形废料的有效清除，解决了成形废料堵塞模具的问题，延长了模具的使用寿命；利用相机采集图像数据对模具和脉冲激光进行定位，解决了使用肉眼观察带来的误差问题，提高了碟形零件的生产精度，制造出了具有较高精度的碟形零件。

主权项

一种激光柔性加载成形高精度碟形零件的装置，其特征在于，包括脉冲激光产生系统、碟形件成形系统和碟形件控制系统；所述脉冲激光产生系统包括可拆卸安装在固定孔系基座(1)上的第一保持架(3)、安装在第一保持架(3)上的平面反射镜(9)和调焦镜(8)，以及脉冲激光器(13)；所述脉冲激光器(13)把光直射到所述平面反射镜(9)上，所述平面反射镜(9)在调焦镜(8)的正上方，且把光反射到调焦镜(8)上；所述碟形件成形系统设置在所述调焦镜(8)的下方；所述碟形件成形系统包括落料力控制夹(7)、工艺布置机构(6)、模具(5)和三坐标移动平台(2)；所述工艺布置机构(6)包括从上到下依次叠加的透明约束层(21)、黑漆吸收层(20)、柔性薄膜(19)和金属薄板(18)；所述落料力控制夹(7)呈“回”字形，中间为方形的第四通孔(27)，所述落料力控制夹(7)平整地压在透明约束层(21)之上；所述模具(5)为可装配、多工艺成形模具；所述工艺布置机构(6)水平放置在模具(5)上，所述模具(5)与下方的三坐标移动平台(2)可拆卸连接，所述三坐标移动平台(2)通过螺钉固定在固定孔系基座(1)上面；所述碟形件控制系统包括脉冲激光控制器(14)、工业计算机(15)和伺服电机控制系统(17)；所述脉冲激光控制器(14)的一端与脉冲激光器(13)电连接，另一端与工业计算机(15)电连接，脉冲激光控制器(14)用于控制脉冲激光器(13)的功率密度和脉冲发射频率；所述伺服电机控制系统(17)的一端与工业计算机(15)电连接，另一端与三坐标移动平台(2)电连接；工业计算机(15)通过脉冲激光控制器(14)控制脉冲激光器(13)的工作，工业计算机(15)通过伺服电机控制系统(17)控制三坐标移动平台(2)的移动；所述模具(5)包括微拉深冲孔组合模(22)和微落料凹模(23)；所述微拉深冲孔组合模(22)外形为从上到下递增的阶梯状，微拉深冲孔组合模(22)的上部为微拉深处理，微拉深处为浅拉深球面，所述微拉深冲孔组合模(22)的球面底部设有第一通孔(24)；所述微落料凹模(23)的外形呈倒T字型，微落料凹模(23)的中部设有第二通孔(25)，所述微拉深冲孔组合模(22)安装在第二通孔(25)内、且过渡配合，微拉深冲孔组合模(22)的上表面和微落料凹模(23)的上表面保持在同一水平面内。