[实用新型]一种激光辅助渐进成形一体化通用装夹装置

说明书

技术领域

本实用新型专利属于金属板材加工领域，涉及一种激光辅助渐进成形一体化通用装夹装置。

背景技术

金属板材成形近年来在制造业中得到广泛的应用，渐进成形作为一种新型的板材成形技术使得无模成形技术得到了快速的发展，但是普通的板材渐进成形仍有一些不足，比如残余应力使得板材成形的精度降低，而激光辅助渐进成形能够降低残余应力，提高板材成形的精度。

目前激光辅助渐进成形的普遍使用方法是J.R.Duflou所设计的激光器与加工压头异侧的装置。在板材的一侧布置一个多自由度机械手装夹着压头进行运动，另外一侧布置一个同步运动的激光加热装置对压头和板材的接触点进行加热。这种加工方法由于采用两套运动机构分别控制压头和激光点的同步运动，结构与控制复杂。激光与压头处在不同的两侧，受热面与工作面不同，使得激光的热效率降低。加工装置两套机构分出两侧，使得空间利用率及可操作性降低，且不能同时使用模具进行异侧辅助正成形。

实用新型内容

为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供了一种激光辅助渐进成形的一体化装夹装置，很好地解决了由于工具压头和加工板料接触产生的不必要的塑性变形与残余应力，使得加工零件的精度得到了提升。同时激光与压头两套装置处在同一侧，激光的热效率极高。两套装置处在同一侧即光斑与压头处在同侧，使得本设计中的激光辅助渐进成形能够实现使用模具的正成形。本实用新型提供了一种可实现激光辅助渐进成形的一体化装夹装置，可实现激光光斑位置可控并可随工具头加工路径运动，目的在于解决当前激光器与加工面异侧带来的结构复杂及精度不足等问题，该夹具适配于多型号设备，具有结构简单、成本低廉，能更好满足激光辅助成形的要求。

本实用新型通过以下方案来实现上述目的：

一种激光辅助渐进成形一体化通用装夹装置，包括一个夹具框架，所述的夹具框架包括一个水平架和一个与水平架相连的竖直架，在所述的水平架上安装有驱动整个框架旋转的驱动装置，且所述的驱动装置又与主轴连接装置相连；在所述的竖直架上固定有激光器固定装置和光路调节装置；所述的激光器固定装置包括两套楔形夹具，两套楔形夹具在水平面内运动，且运动方向相互垂直；所述的光路调节装置安装在两套楔形夹具的下方。

进一步的，所述的楔形夹具包括手轮、螺栓、推进导轨、楔形推进块和夹棒；所述的螺栓一端连接手轮，另一端驱动楔形推进块沿着所述的推进导轨前进；所述的楔形推进块包括两个楔形面，两个楔形面各自与一个夹棒配合，两个夹棒在楔形推进块推进或者退出过程中相向或者相反运动。

进一步的，所述的楔形推进块为一个槽型结构。

进一步的，所述的楔形推进块的内部设有支撑结构，所述的夹棒一端与所述的楔形面配合，另一端穿过楔形推进块，用于夹持激光器。

进一步的，所述的夹棒上设有两处环状结构的凸起，其中凸起I用于其与支撑结构内侧面的定位，凸起II用于其与支撑结构外侧面的定位，且凸起II与所述的支撑结构外侧面之间设有一个套装在夹棒上的弹性装置，所述的弹性装置主要用于夹棒的回弹，当楔形推进块回退时，两个夹棒在弹簧的作用下也实现自动退回，进而松开激光器；当楔形推进块推进时，两个夹棒在楔形推块的作用下也实现自动前进，进而夹紧激光器。

进一步的，所述的驱动装置包括一个电机，所述的电机驱动一个小齿轮旋转，所述的小齿轮与一个大齿轮啮合，所述的大齿轮内部安装有一个轴承，轴承与夹具框架固定连接，从而使整个夹具固定在机床上工作过程如下：

电机驱动一个小齿轮旋转，所述的小齿轮驱动大齿轮旋转，所述的大齿轮带动轴承旋转，轴承带动夹具框架旋转，进而实现激光装置的旋转。

所述轴承的内圈为两个半圆弧结构，两个半圆弧结构通过两个螺栓连接在一起，半圆弧结构内表面有微小沟槽以增加与主轴摩擦力，通过调节两个螺栓的锁紧，将其与机床中心轴固定连接。

进一步的，所述的电机壳体的外圈安装一个夹具，与机床相连。

进一步的，所述的光路调节装置包括轴承、长型手轮、压紧螺栓以及镜座，所述的镜座与长型手轮相连，所述的长型手轮的外圈安装一个轴承，所述的轴承上设有压紧螺栓，通过松开或者拧紧压紧螺栓，可以实现长型手轮的旋转。

利用所述的激光辅助渐进成形一体化通用装夹装置进行成型的方法，其特征在于，

第一步：利用主轴连接装置与机床主轴进行紧固连接，确保装置在主轴上不会滑落。

第二步：安装电机，电机通过夹具与机床连接在一起，使电机与齿轮相匹配运动，且检查齿轮安装、啮合准确，伺服电机没有松动现象；