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专利号: 2018115337726
申请人: 安徽工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本上无切削的金属机械加工;金属冲压
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

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(25),所述全反射镜(4)安装在所述导光管(2)中,使得所述脉冲激光束(3)从所述激光器(1)中发出,依次通过所述导光管(2)、全反射镜(4)及所述汇聚透镜(25)照射到所述板料模具系统上;所述板料模具系统包括工作台(18)、凹模(19)、压力室螺栓(20)、压力室壳体(22)、透镜压紧螺栓(23)、第一密封圈(24)、汇聚透镜(25)、第二密封圈(26)、压力室(27)、吸收层(29)及金属板料(30),所述凹模(19)固定在所述工作台(18)上,所述金属板料(30)放置在所述凹模(19)上,所述吸收层(29)覆盖在所述金属板料(30)上,所述压力室壳体(22)安装在所述吸收层(29)上,将所述凹模(19)与所述压力室壳体(22)用所述压力室螺栓(20)连接,所述第一密封圈(24)放置在所述压力室壳体(22)孔内,所述汇聚透镜(25)放置在所述第一密封圈(24)上面,所述第二密封圈(26)放置在所述汇聚透镜(25)上,所述透镜压紧螺栓(23)通过螺纹与所述压力室壳体(22)连接在一起,并将所述第一密封圈(24)、透镜压紧螺栓(23)、汇聚透镜(25)和所述第二密封圈(26)压紧固定,所述透镜压紧螺栓(23)带有中孔;所述供气系统包括单向阀(5)、压力表(6)、三通(7)、供氢截止阀(8)、供氢流量计(9)、氢气瓶(10)、氧气瓶(11)、供氧流量计(12)、供氧截止阀(13)、抽气泵(16)、抽气截止阀(17)、抽气管道(21)及供气管道(28),所述抽气管道(21)一端通过管螺纹与所述的压力室壳体(22)连接,所述抽气管道(21)的另一端连接着所述抽气泵(16),所述抽气截止阀(17)安装在所述压力室壳体(22)与所述抽气泵(16)之间的管路上;所述供气管道(28)一端通过管螺纹与所述的压力室壳体(22)连接,所述供气管道(28)的另一端连接着所述三通(7)第一通出口,所述三通(7)第二通出口通过管道依次连接所述供氧截止阀(13)、供氧流量计(12)和所述的氧气瓶(11)出口;所述三通(7)第三通出口通过管道依次连接着所述供氢截止阀(8)、供氢流量计(9)和所述氢气瓶(10)出口;所述压力表(6)安装在所述单向阀(5)与所述三通(7)之间的管路中;所述控制反馈系统包括控制器(14)、计算机(15)以及导线,所述控制器(14)接受所述计算机(15)的指令,并通过控制线来控制所述激光器(1)发出的脉冲激光束(3)的参数,控制所述供氢截止阀(8)和所述供氧截止阀(13)阀口开度的大小,控制所述抽气截止阀(17)的开合以及所述抽气泵(16)的通电和断电;所述压力表(6)、供氢流量计(9)、供氧流量计(12)向所述控制器(14)反馈压力与体积信息。