CN216137936U - 一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，包括，载体，载体内设置有腔体，载体的顶面设置有与腔体连通的激光口，载体的底面设置有与腔体连通的导流口；密封板，密封板覆盖于导流口，密封板的材料为弹性材料；凹模，凹模连接于载体的下方，凹模的顶面设置有形变腔，形变腔朝向导流口设置；激光发射组件，激光发射组件具有发射端和聚焦部，发射端依次射向聚焦部、激光口和导流口使得密封板具有朝形变腔的方向形变的趋势。工件完成冲压后，由于激光诱导气泡技术其本身具有的特性，在气泡收缩的末期还会生成指向载体壁面的高速射流和溃灭冲击波，从而实现二次冲压的过程，使得冲压的效果更佳。

Description

一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置

技术领域

本实用新型涉及冲压设备的技术领域，特别是一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置。

背景技术

冲压成型是一种常见的机械加工方法，其利用压头提供的压力对模具间的板材施压从而使其发生形变。目前提出一种微激光冲压成形，利用吸收层增大激光能量的吸收同时避免工件被激光烧蚀，利用玻璃约束层限制激光等离子体冲击波，进而向下传递对工件进行冲压成形。然而，激光微冲压技术都使用了玻璃约束层和牺牲层，而玻璃约束层受到激光作用后会发生破裂或烧蚀，牺牲层也只能一次性使用，这些局限性导致激光微冲压加工只能进行单次冲压。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：在于提供一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，以解决现有技术中所存在的一个或多个技术问题，至少提供一种有益的选择或创造条件。

本实用新型解决其技术问题的解决方案是：

一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，包括，载体，所述载体内设置有腔体，所述载体的顶面设置有与所述腔体连通的激光口，所述载体的底面设置有与所述腔体连通的导流口；密封板，所述密封板覆盖于所述导流口，所述密封板的材料为弹性材料；凹模，所述凹模连接于所述载体的下方，所述凹模的顶面设置有形变腔，所述形变腔朝向所述导流口设置；激光发射组件，所述激光发射组件具有发射端和聚焦部，所述发射端依次射向所述聚焦部、所述激光口和所述导流口使得所述密封板具有朝所述形变腔的方向形变的趋势。

本实用新型的有益效果是：往载体内通入液体，工件夹持于凹模和密封板之间，然后启动激光发射组件，发射端的激光经过聚焦部聚焦于腔体的蒸馏水中，在焦点处形成空泡，完成冲压，由于激光诱导气泡技术其本身具有的特性，在气泡收缩的末期还会生成指向载体壁面的高速射流和溃灭冲击波，从而实现二次冲压的过程，使得冲压的效果更佳；另外，激光诱导空泡的技术没有直接烧蚀牺牲层，而是利用激光聚焦于水中且位于密封板上方，利用焦点处产生的等离子体冲击波和空泡溃灭微射流等作用，对工件进行微冲压加工，避免了密封板和工件的烧蚀，从而可以持续进行多次冲压。

作为上述技术方案的进一步改进，所述密封板连接于所述载体的底面，所述密封板位于所述载体和所述放置空间之间。

密封板连接于载体的底面，使得密封板能完全覆盖导流口，避免液体介质从导流口中流出，使得装置可以持续进行多次冲压，且防止液体渗入工件内，影响工件的冲压。

作为上述技术方案的进一步改进，所述载体包括管体，所述腔体位于所述管体内，所述激光口和所述导流口分别位于所述管体的两端。

管体的结构为两端相互贯通，且激光口和导流口分别位于管体的两端，则便于激光束从聚焦于导流口上方，则液体介质内更快产生空泡，使得冲压的效果更佳。

作为上述技术方案的进一步改进，所述管体的底面朝靠近其中心轴的方向水平延伸有盖板，所述导流口位于所述盖板，所述导流口的直径与所述形变腔的槽口大小适配。

增设密封板，从而避免激光直接烧蚀工件，同时避免液体从墙体内流出，这样可以实现多次连续对工件进行冲压，使得工件成型的效果更佳。

作为上述技术方案的进一步改进，所述导流口的中心、所述激光口的中心均位于所述管体的轴线上。

导流口和激光口的中心均位于管体的轴线上，激光束射入的方向平行于管体的轴线，则产生的空泡在管体的轴线上，对应的产生的冲压力会朝向导流口，使得工件成型的效果更佳。

作为上述技术方案的进一步改进，还包括夹座，所述夹座的顶面设置有定位槽，所述凹模、密封板和载体位于所述定位槽内，所述凹模、密封板和载体的侧壁与所述定位槽的侧壁相抵。

夹座用于限定凹模、密封板和载体的位置，在冲压的过程中，凹模、密封板和载体始终相互抵紧，防止凹模、密封板和载体出现相对移动，影响工件的成型质量。

作为上述技术方案的进一步改进，所述夹座的底面设置有分离槽，所述分离槽与所述定位槽连通，所述分离槽沿水平方向的宽度小于所述定位槽沿水平方向的宽度。

由于凹模、密封板和载体始终与定位槽相抵，当需要将工件取出时，较难将其推出，因此增设分离槽，辅助工具可伸入分离槽内将凹模顶出。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单说明。显然，所描述的附图只是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他设计方案和附图。

图1是本实用新型的激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置实施例的结构示意图。

图中，1、管体；11、腔体；12、激光口；13、导流口；14、盖板；2、密封板；3、凹模；31、形变腔；4、夹座；41、定位槽；42、分离槽；5、工件。

具体实施方式

本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于通过图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，如果具有“若干”之类的词汇描述，其含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。

本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。

参照图1，本实用新型的激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置作出如下实施例：

一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，包括载体、密封板2、凹模3和激光发射组件，载体内设置有腔体11，载体的顶面设置有与腔体11连通的激光口12，载体的底面设置有与腔体11连通的导流口13，具体的，腔体11内储存有液体介质，液体介质可以是蒸馏水；密封板2覆盖于导流口13，密封板2的材料为弹性材料，具体的，密封板2的材料可以是硅胶材料；凹模3连接于载体的下方，凹模3和密封板2之间用于放工件，上述放工件的空间为放置空间，凹模3的顶面设置有形变腔31，形变腔31朝向导流口13设置，具体的，放置空间内放置工件5，则工件5被夹紧于密封板2和凹模3之间；激光发射组件具有发射端和聚焦部，发射端依次射向聚焦部、激光口12和导流口13使得密封板2具有朝形变腔31的方向形变的趋势，具体的，激光发射组件可以是任何能发射激光束的装置，聚焦部可以是聚焦透镜。

发射端射出激光束，蒸馏水作为约束层和空泡生成的介质，激光束聚集在蒸馏水中，瞬间将焦点处的蒸馏水击穿形成等离子体，等离子体迅速向外膨胀形成空泡并向四周辐射冲击波，冲击波通过导流孔传递到密封板2上，再传递到密封板2下方的工件5上。实际工作时，受激光束能量、密封板2厚度、激光焦点位置等因素影响，第一次落料冲压不一定能够将工件5完整落料，但此时空泡还在急剧变化，由于激光焦点处的等离子体具有高温高压的特性，等离子体向外辐射冲击波的同时将迅速向外膨胀形成空泡，空泡持续膨胀达到最大泡径后将开始收缩，由于空泡靠近载体壁面附近，空泡上下的流场状况不对称，导致空泡收缩过程中远离载体壁面侧出现塌陷，在收缩的末期还会生成指向载体壁面的高速射流和溃灭冲击波，高速射流和冲击波通过导流口13传递到工件5上后与凹模3联合作用实现第二次落料冲压或者推动落料后的工件5进行折弯工序，从而得到尺寸较为精准的成品。另外，激光诱导空泡的技术没有直接烧蚀牺牲层，而是利用激光聚焦于水中密封板2上方，利用焦点处产生的等离子体冲击波和空泡溃灭微射流等作用，对工件5进行微冲压加工，避免了密封板2和工件5的烧蚀；且由于密封板2和工件5不在存在烧蚀问题，同时蒸馏水代替玻璃形成柔性约束层而不被激光破坏，此时无需更换约束层、无需增加牺牲层便可再次进行冲压，多脉冲连续冲压加工便成为可能。密封板2主要有三个作用：第一，利用密封板2质地较软的特性使载体和蒸馏水产生的重力更好的压紧工件5；第二，利用密封板2将冲击波传递的作用力均匀的分布在工件5上；第三，由于落料折弯复合冲压过程是先落料后折弯，密封板2的使用可以有效避免落料工序完成后蒸馏水从导流口13流失，从而有效的开展落料后的其它冲压工序。

为了保证蒸馏水始终储存于载体内，密封板2连接于载体的底面，密封板2位于载体和放置空间之间，具体的，载体的外侧壁与密封板2的外侧壁齐平，使得密封板2能完全覆盖导流口13。

在本实施例中，载体包括管体1，腔体11位于管体1内，激光口12位于腔体11的顶端，激光口12的直径等于腔体11的内径；管体1的底面朝靠近其中心轴的方向水平延伸有盖板14，导流口13位于盖板14，导流口13的直径与形变腔31的槽口的大小相同，导流口13的中心、激光口12的中心均位于管体1的轴线上。

为了进一步保证冲压时的加工安全性，还包括夹座4，夹座4的顶面设置有定位槽41，凹模3、密封板2和载体位于定位槽41内，凹模3、密封板2和载体的侧壁与定位槽41的侧壁相抵，具体的，夹座4的竖向截面的外侧壁呈凸字形。夹座4的底面设置有分离槽42，分离槽42与定位槽41连通，分离槽42沿水平方向的宽度小于定位槽41沿水平方向的宽度，凹模3无法掉入分离槽42内。

在使用本实用新型的激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置时，首先选取适配的凹模3，将工件5放入放置空间内，往管体1内灌入蒸馏水，启动激光发射组件，使得发射端从激光口12射入蒸馏水内，瞬间将焦点处的蒸馏水击穿形成等离子体，等离子体迅速向外膨胀形成空泡并向四周辐射冲击波，冲击波通过导流孔传递到密封板2上，再传递到密封板2下方的工件5上，从而完成单次冲压，但此时空泡还在急剧变化，由于激光焦点处的等离子体具有高温高压的特性，等离子体向外辐射冲击波的同时将迅速向外膨胀形成空泡，空泡持续膨胀达到最大泡径后将开始收缩，由于空泡靠近载体壁面附近，空泡上下的流场状况不对称，导致空泡收缩过程中远离载体壁面侧出现塌陷，在收缩的末期还会生成指向载体壁面的高速射流和溃灭冲击波，高速射流和冲击波通过导流口13传递到工件5上后与凹模3联合作用实现第二次落料冲压或者推动落料后的工件5进行折弯工序，从而得到尺寸较为精准的成品。

以上对本实用新型的较佳实施方式进行了具体说明，但本发明创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出种种的等同变型或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。

Claims (7)

1.一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，其特征在于，包括，载体，所述载体内设置有腔体(11)，所述载体的顶面设置有与所述腔体(11)连通的激光口(12)，所述载体的底面设置有与所述腔体(11)连通的导流口(13)；密封板(2)，所述密封板(2)覆盖于所述导流口(13)，所述密封板(2)的材料为弹性材料；凹模(3)，所述凹模(3)连接于所述载体的下方，所述凹模(3)的顶面设置有形变腔(31)，所述形变腔(31)朝向所述导流口(13)设置；激光发射组件，所述激光发射组件具有发射端和聚焦部，所述发射端依次射向所述聚焦部、所述激光口(12)和所述导流口(13)使得所述密封板(2)具有朝所述形变腔(31)的方向形变的趋势。

2.根据权利要求1所述的一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，其特征在于，所述密封板(2)连接于所述载体的底面，所述密封板(2)位于所述载体和凹模(3)之间。

3.根据权利要求2所述的一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，其特征在于，所述载体包括管体(1)，所述腔体(11)位于所述管体(1)内，所述激光口(12)和所述导流口(13)分别位于所述管体(1)的两端。

4.根据权利要求3所述的一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，其特征在于，所述管体(1)的底面朝靠近其中心轴的方向水平延伸有盖板(14)，所述导流口(13)位于所述盖板(14)，所述导流口(13)的直径与所述形变腔(31)的槽口大小适配。

5.根据权利要求4所述的一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，其特征在于，所述导流口(13)的中心、所述激光口(12)的中心均位于所述管体(1)的轴线上。

6.根据权利要求5所述的一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，其特征在于，还包括夹座(4)，所述夹座(4)的顶面设置有定位槽(41)，所述凹模(3)、所述密封板(2)和所述载体位于所述定位槽(41)内，所述凹模(3)、所述密封板(2)和所述载体的侧壁与所述定位槽(41)的侧壁相抵。

7.根据权利要求6所述的一种激光诱导空泡微折弯复合冲压加工装置，其特征在于，所述夹座(4)的底面设置有分离槽(42)，所述分离槽(42)与所述定位槽(41)连通，所述分离槽(42)沿水平方向的宽度小于所述定位槽(41)沿水平方向的宽度。

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