[发明专利]音膜承压件冲压和激光辐照复合成形加工装置及其方法

权利要求书

1.音膜承压件冲压和激光辐照复合成形加工装置，其特征在于：包括激光系统、冲压模具、自动送料装置及控制系统，激光系统包括激光器、与激光器连接的光路整形机构，冲压模具包括模架、固定于模架内的定模扳、活动连接于模架内且位于定模扳上方的动模板、固定于模架内的压力机构、与压力机构控制连接的成型凸模、固定于动模板的冲孔凸模及落料凸模，在动模板上还设有固定于冲孔凸模周向的压边机构，在定模扳的中部设有成型工位孔，成型凸模滑动连接于成型工位孔内，在动模板的中部设有通孔，成型工位孔与动模板的通孔同轴，在通孔内固定有约束层玻璃，冲孔凸模与落料凸模分别位于通孔的两侧，在定模板上位于成型工位孔的两侧分别设有落料工位孔和冲孔工位孔，落料工位孔在落料凸模的正下方，冲孔工位孔在冲孔凸模的正下方，光路整形机构位于约束层玻璃的正上方，控制系统与激光器控制连接，控制系统与动模板、压力机构、自动送料装置控制连接。

2.根据权利要求1所述的音膜承压件冲压和激光辐照复合成形加工装置，其特征在于：激光器输出激光波长为0.8～10.64μm、激光功率为0～50W。

3.根据权利要求2所述的音膜承压件冲压和激光辐照复合成形加工装置，其特征在于：压力机构为液压装置。

4.根据权利要求2所述的音膜承压件冲压和激光辐照复合成形加工装置，其特征在于：压力机构为气动装置。

5.根据权利要求2所述的音膜承压件冲压和激光辐照复合成形加工装置，其特征在于：压力机构为机械压力装置。

6.采用如权利要求1至5任一项所述的音膜承压件冲压和激光辐照复合成形加工装置对音膜承压件进行加工的加工方法，其特征在于：该加工方法包括如下步骤：

    a. 根据音膜承压件的材料和设计尺寸，准备带状料，确定激光辐照参数和冲压成型

工艺，设定工作指令和控制程序，启动控制系统；

    b.打开冲压模具，自动送料装置控制带状料的送料和定位，首先将带状料送至冲孔

工位孔所在的工位；

    c.将冲压模具闭合，在冲孔工位孔所在的工位上对带状料进行冲孔加工及同时对带

状料进行压边加工；

    d. 打开冲压模具，自动送料装置控制带状料的送料，并将冲孔后的带状料定位在成

型工位孔所在的工位；将冲压模具闭合，在成型工位孔所在的工位进行激光辐照加热成

形，在该工位上，激光器开始工作并输出激光，激光透过约束层玻璃辐照带状料，激光

辐照时间、光斑能量分布及光斑形状符合加工要求，在激光辐照加热软化带状料后，控

制系统控制压力机构动作，压力机构控制成型凸模挤压软化的带状料，通过成型凸模、

定模板和约束层玻璃组合的成形工位完成音膜承压件的成形加工；

    e. 激光辐照加热成形后，冲压模具打开，自动送料装置控制带状料的送料，并将冲

孔成形后的带状料定位在落料工位孔所在的工位；冲压模具闭合，在落料工位孔所在的

工位上进行音膜承压件的落料加工。

7.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于：带状料依次在冲孔工位孔所在的工位、通孔所在的工位、落料工位孔所在的工位三个工位所进行加工为连续级进自动加工，该连续级进自动加工是快慢相间的变频自动加工过程。

8.根据权利要求7所述的加工方法，其特征在于：带状料在冲孔工位孔所在的工位进行的冲孔加工和在落料工位孔所在的工位进行的落料加工是等速的高速冲压加工，时间为0.2～0.5s；带状料在通孔所在的工位进行的加工是慢速的激光辐照加热软化成形加工，时间为8～10s，激光辐照加热软化成形加工的时间包括带状料的激光辐照软化、挤压成形和保压冷却时间。

9.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于：带状料在通孔所在的工位进行激光辐照加热成形加工时，带状料吸收激光能量，带状料材料温度控制在玻璃态转变温度至熔化温度之间，带状料材料形态为高弹性固态。

10.根据权利要求6所述的加工方法，其特征在于：带状料材料在激光辐照加热成形加工后冷却为玻璃态固态。