一种金属板料冲击波成形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种金属板料冲击波成形方法及装置，属于板料的塑性加工技术领域。该装置包括激光器、导光系统、板料模具系统、供气系统、控制反馈系统。该装置利用供气系统向压力室中按体积比为2:1的比例提供氢气和氧气，激光器发出的脉冲激光束通过导光系统照射在吸收层上，吸收层气化电离产生高温高压的等离子体，其迅速膨胀产生冲击波作用在工件上，同时高温高压的等离子体引爆压力室中的混合气体产生冲击波，该冲击波也作用在板料上。用激光诱导的冲击波和混合气体爆炸产生冲击波共同作用可以有效地解决激光冲击成形中难以实现对厚板的大面积成形的不足，具有良好的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种金属板料冲击波成形方法及装置
：本专利技术装置属于板料的塑性加工成形领域，具体涉及一种属板料冲击波成形方法与装置，特别适合厚度较厚、变形面积较大的零件的成形。
技术介绍
：激光冲击成形是利用激光诱导高幅冲击波的力效应使板材产生塑性变形的成形新技术，具有成形的柔性高、精确可控、成形后材料性能好和无污染等特点。作为一种快速敏捷的先进制造技术，其在航空航天工业，汽车和模具制造业，船舶制造业等领域展现出强大的生命力，具有广阔的应用前景和巨大的开发潜力。在激光冲击成形中，由于激光器发出的脉冲的能量有限，其诱导的冲击波峰值压力有限，且诱导的压力作用时间往往较短。在实际的操作中，往往使用一些约束层来限制气化产生的高温高压等离子体的膨胀，从而增加冲击波峰压，延长有效时间，增加冲击加工的效果。在约束层材料的选择方面，玻璃约束层的效果最好，但玻璃材料容易被冲击波击碎，破碎的玻璃飞溅容易引起安全事故。在激光冲击成形中，冲击波的峰值压力与激光输出的脉冲能量的平方根呈正比的关系，冲击波峰值的压力越高，输出的脉冲的能量就越大，过高能量的输出会导致激光器中的泵浦管发热而极大地损伤泵浦管的使用寿命，因此，在实际本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种金属板料冲击波成形方法，其特征在于该成形方法的具体步骤如下：(1)将金属板料(30)放置在凹模(19)上，并将吸收层(29)覆盖在所述金属板料(30)上表面，将压力室壳体(22)放置在所述吸收层(29)上，并用压力室螺栓(20)将所述压力室壳体(22)与所述凹模(19)连接；供气开始前，计算机(15)向控制器(14)发出信号，抽气截止阀(17)打开并使抽气泵(16)开始工作，所述抽气泵(16)将压力室(27)中的空气通过管道抽出，当压力表(6)达到预定值时，所述压力表(6)将所述压力室(27)中的压力信息反馈给所述控制器(14)，所述控制器(14)发出指令使所述抽气泵(16)停止工作，...

【技术特征摘要】
1.一种金属板料冲击波成形方法，其特征在于该成形方法的具体步骤如下：(1)将金属板料(30)放置在凹模(19)上，并将吸收层(29)覆盖在所述金属板料(30)上表面，将压力室壳体(22)放置在所述吸收层(29)上，并用压力室螺栓(20)将所述压力室壳体(22)与所述凹模(19)连接；供气开始前，计算机(15)向控制器(14)发出信号，抽气截止阀(17)打开并使抽气泵(16)开始工作，所述抽气泵(16)将压力室(27)中的空气通过管道抽出，当压力表(6)达到预定值时，所述压力表(6)将所述压力室(27)中的压力信息反馈给所述控制器(14)，所述控制器(14)发出指令使所述抽气泵(16)停止工作，并使所述抽气截止阀(17)关闭，完成抽气；所述计算机(15)向所述控制器(14)发出信号打开供氢截止阀(8)和供氧截止阀(13)，从而使氢气瓶(10)和氧气瓶(11)通过管道向所述压力室(27)供气，管道上设有供氢流量计(9)和供氧流量计(12)，所述供氢流量计(9)和所述供氧流量计(12)用于计量管道中气体的体积，所述供氢流量计(9)和所述供氧流量计(12)将体积信息反馈给所述控制器(14)，所述控制器(14)控制所述供氢截止阀(8)和所述供氧截止阀(13)的开合，从而保证向所述压力室(27)中的提供的氢气与氧气的体积比为2:1，所述压力室(27)中的混合气体压力由所述压力表(6)显示，当压力达到预定值时，所述压力表(6)将压力信息反馈给所述控制器(14)，所述控制器(14)使所述供氢截止阀(8)和所述供氧截止阀(13)关闭；(2)所述计算机(15)向所述控制器(14)发出信号使激光器(1)发出脉冲激光束(3)，所述脉冲激光束(3)依次通过导光管(2)、全反射镜(4)、汇聚透镜(25)照射到所述吸收层(29)上，所述吸收层(29)材料迅速气化并电离产生高温高压的等离子体，高温高压的等离子体迅速膨胀产生的冲击波作用在所述金属板料(30)上，同时所述脉冲激光束(3)产生的高温高压的等离子体引爆所述压力室(27)中的氢气和氧气的混合体，气体爆炸产生的更高压力的冲击波作用在所述金属板料(30)上；所述金属板料(30)在所述脉冲激光束(3)诱导的冲击波和氢气和氧气混合气体爆炸产生的冲击波共同作用下快速向下运动，并最终贴合在所述凹模(19)的模腔上，完成所述金属板料(30)的冲击波成形。2.一种金属板料冲击波成形装置，其特征在于该成形装置包括激光器(1)、导光系统、板料模具系统、供气系统及控制反馈系统；所述导光系统包括导光管(2)、脉冲激光束(3)、全反射镜(4)和汇聚透镜(25)，所述导光管(2)一端连接着所述激光器(1)，所述导光管(2)的另一端对着所述汇聚透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：张兴权，纪啸天，王宇峰，方光武，王会廷，戚晓利，王涛，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34