一种激光冲击波金属板料校形方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种利用激光冲击波进行精密校形方法，由激光器发出激光束通过光路系统传输到工件表面，水约束层覆盖工件表面，形成约束层。激光脉冲作用下，在工件表面形成冲击波，在工件内部产生残余压应力，通过控制激光冲击的位置，实现金属板料的校形。一种利用激光冲击波进行精密校形的装置，特别适用于各种金属板料板件的校形，其装置包括激光器、反射镜、水约束层、水管、工件、水槽、夹具、二维移动工作台、计算机，本发明专利技术所述方法及装置能对大型结构件进行精密校形，校形精度高，无热影响，与工件表面非接触，能实现凸面和凹面校形。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及机械制造领域，特别涉及用于金属板料的校形，并且特别适用于大型结构件的校形的激光冲击波金属板料校形方法及装置。
技术介绍
金属板料零件的加工和使用过程中，普遍存在着因材料性质、毛坯初始应力状态、加工工艺、零件的几何结构和使用条件等因素的相互作用而产生的变形问题。由于变形控制的研究刚刚起步，短期内还很难将所有工件的制造精度均控制在设计精度范围之内。国内外对板料变形校正问题，尤其是大厚度、高精度板料校形技术的研究较少。目前金属板料的校形方法主要有热校形、时效应力校形和压力校形。最常见的是热校形和压力校形，热校形缺点是对零件组织有热影响，压力校形与工件表面接触，精度难以控制。近年来激光冲击加工技术的深入研究为解决校正过程中的部分问题提供了可能。2002年6月，美国加利福尼亚大学的Lawrence Livermore国家重点实验室Hackel等人在美国国家专利中提出了利用激光冲击强化装置对金属板材进行三维弯曲成形的成形原理和精确成形方法，设想了将激光冲击用于板材和杆件的校形，但未对激光冲击开展具体研究。
技术实现思路
为了克服传统热应力校形对零件组织有热影响，压力校形与工件表面接触本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光冲击波金属板料校形方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为：A)脉冲激光在水约束层条件下，形成激光冲击波对材料进行冲击加工。把激光条状冲击区域看作为初应力作用的区域，作用效果由加载区域的宽度、应力大小和应力深度三个参数决定，其中应力区域的宽度可以用光斑直径来表示，在模型加载过程中可以假设应力的深度不变，通过应力值大小变化来表示实际激光冲击变形量的大小，在此基础上，使用等效初应力载荷的静态分析方法，把激光冲击工艺参数等效成初应力载荷的大小，建立分析激光冲击作用变形量的有限元模型，可以对板料的激光变形问题进行分析，并且通过试验对模型进行验证，为校形工艺参数的计算奠定基础；B)通过仿真方法建立...

【技术特征摘要】
1.一种激光冲击波金属板料校形方法，其特征在于，所述方法的具体步骤为: A)脉冲激光在水约束层条件下，形成激光冲击波对材料进行冲击加工。把激光条状冲击区域看作为初应力作用的区域，作用效果由加载区域的宽度、应力大小和应力深度三个参数决定，其中应力区域的宽度可以用光斑直径来表示，在模型加载过程中可以假设应力的深度不变，通过应力值大小变化来表示实际激光冲击变形量的大小，在此基础上，使用等效初应力载荷的静态分析方法，把激光冲击工艺参数等效成初应力载荷的大小，建立分析激光冲击作用变形量的有限元模型，可以对板料的激光变形问题进行分析，并且通过试验对模型进行验证，为校形工艺参数的计算奠定基础； B)通过仿真方法建立等效应力与变形之间的关系，使得等效应力与变形量一一对应； C)通过试验建立试验参数与变形之间的关系库，即激光参数与变形量之间的一一对应关系; D)得到试验参数与等效应力的联系； E)在有限元模型中进行以等效应力为变量，校形量为计算目标，优化计算校形需要...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁华，周明，蔡兰，狄建科，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：