激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置及其工作方法，激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，包括脉冲激光产生系统、碟形件成形系统、压力夹系统、柔性模放置转换系统和碟形件控制系统。利用脉冲激光和柔性薄膜作为加载载荷，利用较高精度的碟形件多工艺成形模具来保证高精度碟形零件的同轴度要求。将碟形件多工艺成形模装配在碟形件多工艺成形模安装槽中使得碟形件多工艺成形模可以取出，实现了成形废料的有效清除，解决了多次加工后成形废料堵塞模具的问题，延长了模具的使用寿命。利用柔性模放置转换系统和压力夹系统对柔性加载过程进行自动化，提高了制造碟形零件的效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械先进制造微零件领域，尤其指激光柔性加载成形微零件领域，尤其涉及到激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置及其工作方法。
技术介绍
近年来，随着工业技术的发展，产品的微型化成为工业制造发展的重要趋势。与之相关的微零件的制造也变得越来越重要，相应的微成形技术也随之发展起来。微冲裁和微拉深作为新型的塑形加工工艺，越来越受到研究者的关注。然而，目前对于微成形的研究仅限于简单零件，只涉及单个加工工艺，对于涉及多种工艺的复杂零件则研究地较少。碟形零件的生产制造需要涉及多种加工工艺，包括微拉深，微冲裁，以及微落料。在传统的制造技术中，加工这样的零件主要由三种加工方式进行实现：第一种加工方式，分三个步骤进行加工。先拉深成形，后冲孔，最后实现落料，相当于拉深成形后的切边整形过程。这种方式的缺点是：涉及多次装夹，存在装夹定位误差，精度差，加工耗时较长，生产效率较低，仅适用于小批量加工精度要求不高的零件。所以在批量生产中，一般不会采用这样的加工方式。第二种加工方式，利用级进模具进行加工。申请号为201310734972.9的中国专利提出了一种用于加工微型电机的多工位级进模，其设计内容包括在下模部分的凸模、在上模部分的凹模、凹模内推出制件的弹性推件装置、卸料板、固定板及设置于所述固定板和卸料板之间的内导柱。这套模具所涉及的结构较为复杂，而且这种级进模的加工方式会产生步距定位误差和凸、凹模加工及装配误差，导致零件的同轴度很难达到要求。在移动过程中，由于零件尺寸微小，会产生微量变形，影响加工精度，重复定位会影响加工效率，夹具的使用也会增加零件的制造成本。第三种加工方式，利用复合模具进行加工。裴雨滋等人在《电加工与模具》杂志中发表的论文《碟形件微冲裁冲压复合模具设计》中，设计出了一套能够制造碟形零件的复合模具，包括拉深凹模，拉深凸凹模，冲孔凸模，落料凹模等零件，进而实现先拉深成形，再冲孔，最后完成落料。这种加工方式虽然减少了加工过程中由于装夹带来的误差，但是凸模与凹模之间的对中较为复杂且不易于保证精度。此外，构成模具的结构较复杂，延长了制造周期并增加了制造成本，因此这种加工方式也存在着诸多的不便与问题。
技术实现思路
针对现有生产技术中存在的诸多问题，本专利技术提出了激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置及其工作方法。本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的：激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，包括脉冲激光产生系统、碟形件成形系统、压力夹系统、柔性模放置转换系统和碟形件控制系统；所述脉冲激光产生系统包括固定孔系基座、三维可调整保持架、脉冲激光器、平面反射镜和调焦镜；所述三维可调整保持架通过六角螺栓与底部的固定孔系基座相连接，且三维可调整保持架安装在固定孔系基座的右侧；所述三维可调整保持架上安装有调焦镜和平面反射镜；所述平面反射镜安装在调焦镜的正上方且平面反射镜与水平面成45°夹角；所述碟形件成形系统包括成形基架、碟形件多工艺成形模、和移动平台；所述成形基架底部开设的基架螺孔通过六角螺钉安装移动平台上；所述成形基架上开设有碟形件多工艺成形模安装槽；所述碟形件多工艺成形模安装槽内放置有碟形件多工艺成形模；所述移动平台通过六角螺钉安装在固定孔系基座上；所述压力夹系统包括气缸、转动销、传动块、转动轴和压力头A和压力头B；所述压力头A和压力头B为“7字型”结构；所述气缸垂直安装在成形基架右侧；所述传动块一侧开设有圆通孔A，另一侧开设有圆通孔B；所述气缸一端通过转动销与传动块上开设的圆孔A相连接；所述传动块开设的圆孔B与转动轴相连接；以传动块为中心，转动轴分别连接压力头A和压力头B一端，压力头A(22)和压力头B(39)另一端置于成形基架(16)上端表面；；所述转动轴两端分别安装在成形基架开设的耳座A和耳座B上；所述柔性模放置转换系统包括吸收层、柔性模、上顶板、约束层、伸缩缸、旋转台、电机和转换架基座；所述上顶板上对称均开设有上下布置的约束层安装槽和柔性模安装槽且约束层安装槽和柔性模安装槽均为U形槽结构；约束层安装槽U形槽结构尺寸大于柔性模安装槽U形槽结构尺寸；且所述柔性模安装槽的长宽尺寸不小于成形基架上表面的长宽尺寸；所述约束层安装槽内水平放置有约束层；所述柔性模安装槽置有柔性模，且柔性模上端面涂有吸收层；该吸收层可以通过介质与约束层贴合；所述电机底部安装在转换架基座上；电机顶端上安装有旋转台；所述旋转台上安装有伸缩缸；所述伸缩缸上端固定有上顶板；所述转换架基座通过六角螺钉安装在固定孔系基座上；所述碟形零件控制系统包括脉冲激光控制器、计算机、高度控制系统、旋转控制系统、气缸控制系统；所述脉冲激光控制器、高度控制系统、旋转控制系统、气缸控制系统彼此并联并分别与计算机相连接；所述脉冲激光器与脉冲激光控制器一端相连接；脉冲激光控制器另一端与计算机一端相连接；所述计算机分别与高度控制系统、旋转控制系统和气缸控制系统相连接；所述高度控制系统与伸缩缸相连接；用于控制伸缩缸的上下运动；所述旋转控制系统与电机相连接；用于控制旋转台的旋转运动；所述气缸控制系统与气缸相连接；用于控制压力头的加载和卸载。进一步的，所述成形基架中心竖直方向上开设有中间窄两端宽的仿工字形结构；该成形基架包括从上到下依次为碟形件多工艺成形模安装槽、废料落入孔和废料收集盒放置槽。进一步的，所述安装碟形件多工艺成形模的最大径向尺寸与碟形件多工艺成形模安装槽上端尺寸相同，安装碟形件多工艺成形模高度尺寸等于碟形件多工艺成形模安装槽上端高度尺寸相同。进一步的，所述废料收集盒放置槽内设置有废料收集盒。进一步的，所述成形基架右侧面沿竖直方向设置槽口，该槽口为矩形槽，槽深度为10mm。进一步的，所述碟形件多工艺成形模结构为“凸”字型，且其中心开设有通孔，通孔上部为浅拉深球面，下端为圆柱。进一步的，所述碟形件多工艺成形模所有的边缘均为直角。进一步的，所述伸缩缸为两个且对称的分布在旋转台上。激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置的工作方法具体包括如下步骤：S1、将移动平台安装在固定孔系基座上，通过基架螺孔和六角螺钉将成形基架安装在移动平台上，废料收集盒放入废料收集盒放置槽中；将碟形件多工艺成形模安装在碟形件多工艺成形模安装槽中，保证碟形件多工艺成形模的上表面和成形基架的上表面保持在同一高度；S2、将传动块紧固连接在转动轴的中间位置；将压力头A和压力头B相对传动块对称紧固连接在转动轴上；转动轴安装在成形基架的耳座A和耳座B上；在成形基架的右侧安装气缸，气缸与成形基架保持垂直；通过转动销将气缸和传动块连接起来；S3、通过转换架基座上的螺孔和六角螺钉，将柔性模放置转换系统安装在固定孔系基座上；安装时，需注意将柔性模安装槽位于成形基架的正上方；安装调整好伸缩缸和电机，使得它们处于各自的初始位置。S4、将脉冲激光控制器分别与脉冲激光器和计算机相连，用于控制脉冲激光器的功率密度和发射频率等参数；将高度控制系统与伸缩缸相连接，用于控制柔性模放置转换架的高度位置；将旋转控制系统与电机相连接，用于控制柔性模放置转换架的旋转运动；将气缸控制系统与气缸相连接，用于控制气缸的上下运动，进而控制压力头A和压力头B的加载和卸载；S5、将平面反射镜、调焦镜准确稳固地安装在三维可调整保持架上，利用角度本文档来自技高网...

【技术保护点】
激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，包括脉冲激光产生系统、碟形件成形系统(3)、压力夹系统(4)、柔性模放置转换系统和碟形件控制系统；所述脉冲激光产生系统包括固定孔系基座(1)、三维可调整保持架(5)、脉冲激光器(8)、平面反射镜(7)和调焦镜(6)；所述三维可调整保持架(5)通过六角螺栓与底部的固定孔系基座(1)相连接，且三维可调整保持架(5)安装在固定孔系基座(1)的右侧；所述三维可调整保持架(5)上安装有调焦镜(6)和平面反射镜(7)；所述平面反射镜(7)安装在调焦镜(6)的正上方且平面反射镜(7)与水平面成45°夹角；所述碟形件成形系统(3)包括成形基架(16)、碟形件多工艺成形模(23)、和移动平台(2)；所述成形基架(16)底部开设的基架螺孔(17)通过六角螺钉安装移动平台(2)上；所述成形基架(16)上开设有碟形件多工艺成形模安装槽(26)；所述碟形件多工艺成形模安装槽(26)内放置有碟形件多工艺成形模(23)；所述移动平台(2)通过六角螺钉安装在固定孔系基座(1)上；所述压力夹系统(4)包括气缸(18)、转动销(20)、传动块(21)、转动轴(19)和压力头A(22)和压力头B(39)；所述压力头A(22)和压力头B(39)为“7字型”结构；所述气缸(18)垂直安装在成形基架(16)右侧；所述传动块(21)一侧开设有圆通孔A，另一侧开设有圆通孔B；所述气缸(18)一端通过转动销(20)与传动块(21)上开设的圆孔A相连接；所述传动块(21)开设的圆孔B与转动轴(19)相连接；以传动块(21)为中心，转动轴(19)分别连接压力头A(22)和压力头B(39)一端，压力头A(22)和压力头B(39)另一端置于成形基架(16)上端表面；所述转动轴(19)两端分别安装在成形基架(16)开设的耳座A(24)和耳座B(38)上；所述柔性模放置转换系统包括上顶板(40)、伸缩缸(30)、旋转台(31)、电机(32)和转换架基座(33)；所述上顶板(40)上对称均开设有上下布置的约束层安装槽(29)和柔性模安装槽(28)且约束层安装槽(29)和柔性模安装槽(28)均为U形槽结构；约束层安装槽(29)U形槽结构尺寸大于柔性模安装槽(28)U形槽结构尺寸；且所述柔性模安装槽(28)的长宽尺寸不小于成形基架(16)上表面的长宽尺寸；所述电机(32)底部安装在转换架基座(33)上；电机(32)顶端上安装有旋转台(31)；所述旋转台(31)上安装有伸缩缸(30)；所述伸缩缸(30)上端固定有上顶板(40)；所述转换架基座(33)通过六角螺钉安装在固定孔系基座(1)上；所述碟形零件控制系统包括脉冲激光控制器(9)、计算机(10)、高度控制系统(11)、旋转控制系统(12)、气缸控制系统(13)；所述脉冲激光控制器(9)、高度控制系统(11)、旋转控制系统(12)、气缸控制系统(13)彼此并联并分别与计算机(10)相连接；所述脉冲激光器(8)与脉冲激光控制器(9)一端相连接；脉冲激光控制器(9)另一端与计算机(10)一端相连接；所述计算机(10)分别与高度控制系统(11)、旋转控制系统(12)和气缸控制系统(13)相连接；所述高度控制系统(11)与伸缩缸(30)相连接；用于控制伸缩缸(30)的上下运动；所述旋转控制系统(12)与电机(32)相连接；用于控制旋转台(31)的旋转运动；所述气缸控制系统(13)与气缸(18)相连接；用于控制压力头A(22)和压力头B(39)的加载和卸载。...

【技术特征摘要】
1.激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，包括脉冲激光产生系统、碟形件成形系统(3)、压力夹系统(4)、柔性模放置转换系统和碟形件控制系统；所述脉冲激光产生系统包括固定孔系基座(1)、三维可调整保持架(5)、脉冲激光器(8)、平面反射镜(7)和调焦镜(6)；所述三维可调整保持架(5)通过六角螺栓与底部的固定孔系基座(1)相连接，且三维可调整保持架(5)安装在固定孔系基座(1)的右侧；所述三维可调整保持架(5)上安装有调焦镜(6)和平面反射镜(7)；所述平面反射镜(7)安装在调焦镜(6)的正上方且平面反射镜(7)与水平面成45°夹角；所述碟形件成形系统(3)包括成形基架(16)、碟形件多工艺成形模(23)、和移动平台(2)；所述成形基架(16)底部开设的基架螺孔(17)通过六角螺钉安装移动平台(2)上；所述成形基架(16)上开设有碟形件多工艺成形模安装槽(26)；所述碟形件多工艺成形模安装槽(26)内放置有碟形件多工艺成形模(23)；所述移动平台(2)通过六角螺钉安装在固定孔系基座(1)上；所述压力夹系统(4)包括气缸(18)、转动销(20)、传动块(21)、转动轴(19)和压力头A(22)和压力头B(39)；所述压力头A(22)和压力头B(39)为“7字型”结构；所述气缸(18)垂直安装在成形基架(16)右侧；所述传动块(21)一侧开设有圆通孔A，另一侧开设有圆通孔B；所述气缸(18)一端通过转动销(20)与传动块(21)上开设的圆孔A相连接；所述传动块(21)开设的圆孔B与转动轴(19)相连接；以传动块(21)为中心，转动轴(19)分别连接压力头A(22)和压力头B(39)一端，压力头A(22)和压力头B(39)另一端置于成形基架(16)上端表面；所述转动轴(19)两端分别安装在成形基架(16)开设的耳座A(24)和耳座B(38)上；所述柔性模放置转换系统包括上顶板(40)、伸缩缸(30)、旋转台(31)、电机(32)和转换架基座(33)；所述上顶板(40)上对称均开设有上下布置的约束层安装槽(29)和柔性模安装槽(28)且约束层安装槽(29)和柔性模安装槽(28)均为U形槽结构；约束层安装槽(29)U形槽结构尺寸大于柔性模安装槽(28)U形槽结构尺寸；且所述柔性模安装槽(28)的长宽尺寸不小于成形基架(16)上表面的长宽尺寸；所述电机(32)底部安装在转换架基座(33)上；电机(32)顶端上安装有旋转台(31)；所述旋转台(31)上安装有伸缩缸(30)；所述伸缩缸(30)上端固定有上顶板(40)；所述转换架基座(33)通过六角螺钉安装在固定孔系基座(1)上；所述碟形零件控制系统包括脉冲激光控制器(9)、计算机(10)、高度控制系统(11)、旋转控制系统(12)、气缸控制系统(13)；所述脉冲激光控制器(9)、高度控制系统(11)、旋转控制系统(12)、气缸控制系统(13)彼此并联并分别与计算机(10)相连接；所述脉冲激光器(8)与脉冲激光控制器(9)一端相连接；脉冲激光控制器(9)另一端与计算机(10)一端相连接；所述计算机(10)分别与高度控制系统(11)、旋转控制系统(12)和气缸控制系统(13)相连接；所述高度控制系统(11)与伸缩缸(30)相连接；用于控制伸缩缸(30)的上下运动；所述旋转控制系统(12)与电机(32)相连接；用于控制旋转台(31)的旋转运动；所述气缸控制系统(13)与气缸(18)相连接；用于控制压力头A(22)和压力头B(39)的加载和卸载。2.根据权利要求1所述的激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，所述成形基架(16)中心竖直方向上开设有中间窄两端宽的仿工字形结构；该成形基架(16)包括从上到下依次为碟形件多工艺成形模安装槽(26)、废料落入孔(34)和废料收集盒放置槽(27)。3.根据权利要求2所述的激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，所述安装碟形件多工艺成形模(23)的最大径向尺寸与碟形件多工艺成形模安装槽(26)上端尺寸相同，安装碟形件多工艺成形模(23)高度尺寸等于碟形件多工艺成形模安装槽(26)上端高度尺寸相同。4.根据权利要求2所述的激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，所述废料收集盒放置槽(27)内设置有废料收集盒(15)。5.根据权利要求1所述的激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，所述成形基架(16)右侧面沿竖直方向设置槽口(25)，该槽口(25)为矩形槽，槽深度为10mm。6.根据权利要求1所述所述的激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，所述碟形件多工艺成形模(23)结构为“凸”字型，且其中心开设有通孔，通孔上部为浅拉深球面，下端为圆柱。7.根据权利要求6所述的激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，所述碟形件多工艺成形模(23)所有的边缘均为直角。8.根据权利要求1所述所述的激光柔性加载成形碟形件的柔性加载放置装置，其特征在于，所述伸缩缸(30)为两个且对称的分布在旋转台(3...

【专利技术属性】
技术研发人员：沙朝飞，刘会霞，王霄，孙先庆，李聪，李立银，高帅，沈宗宝，马友娟，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32