[发明专利]一种基于激光诱导空化效应的折弯装置及其折弯方法

说明书

本发明公开了一种基于激光诱导空化效应的折弯装置，包括三维移动平台、位于所述三维移动平台上的支撑块、位于所述支撑块上的工件、位于所述工件上的导引块、位于所述导引块上的导引孔、用于发射激光的激光器以及用于汇聚激光的凸透镜；所述导引块内部盛装有水，所述凸透镜的焦点位于所述导引块内部、所述导引孔的上方。相应的，本发明还提供基于上述装置的折弯方法及加工三维折弯的折弯方法。本发明提供的基于激光诱导空化效应的折弯装置，适用范围广；可以对精密微型工件进行折弯，操作简单；不会出现工件表面划痕、擦伤等现象，保证工件的表面质量。

技术领域

本发明涉及一种冲压成型加工技术领域，具体地，涉及一种激光诱导空化效应的折弯装置，相应的，还提供基于该装置的折弯方法。

背景技术

工件材料的折弯通常需要用到折弯机，这类设备主要用于加工大型板材，若要加工微型工件，模具跟折弯机的设计都会显得非常困难。

现有的折弯机通常包括机械折弯机和数控折弯机两种，机械折弯机，在滑块行程周期的大部分时间里均达不到额定压力，故其压力不能控制，运行前要对机器的封闭高度进行仔细调整，操作难度大，且机器的结构布局难以实现数控化和自动化操作。数控折弯机加工工件时，工件经常会产生压伤、划痕、擦伤等现象，无法满足市场需求。

基于上述折弯装置的种种不足之处，有必要提出一种新型折弯装置，解决以上问题。

本发明提出一种激光诱导空化效应的折弯装置及其折弯方法，通过激光诱导空化冲压成形，可以加工各种形状及尺寸的工件，适用领域广，操作方便。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种激光诱导空化效应的折弯装置及其折弯方法，可以加工各种形状及尺寸的工件，适用领域广，操作方便。

为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于激光诱导空化效应的折弯装置，包括三维移动平台、位于所述三维移动平台上的支撑块、位于所述支撑块上的工件、位于所述工件上的导引块、位于所述导引块上的导引孔、用于发射激光的激光器以及用于汇聚激光的凸透镜；

所述导引块内部盛装有水，所述凸透镜的焦点位于所述导引块内部、所述导引孔的上方；

所述激光器产生的激光经所述凸透镜汇聚，所述凸透镜的焦点处的水被击穿形成等离子体冲击波以及冲击波，冲击波冲击工件，随后形成空泡，空泡溃灭阶段产生溃灭冲击波，再次冲击工件，实现工件的折弯。

优选地，还包括电脑控制机构，所述电脑控制机构与所述三维移动平台相连接，其控制所述三维移动平台的移动。

优选地，所述激光器与所述电脑控制机构相连接，所述电脑控制机构控制所述激光器产生激光的脉冲能量、脉冲频率以及离焦。

优选地，所述凸透镜与所述激光器之间还设置有反光镜，所述反光镜改变激光的路径。

一种基于所述的装置的折弯方法，包括以下步骤：

S1、一阶段冲压成形，工件位于导引块与支撑块之间，其中工件与导引孔内壁相接触的点为A点和C点，工件上，导引孔中心位置为B点；

激光器产生激光，经过凸透镜汇聚，导引块内部盛装有水，凸透镜的焦点位于导引块内部、导引孔的正上方；

激光在凸透镜的焦点处聚焦，焦点处的水被击穿，形成等离子体并向外辐射冲击波，冲击波通过导引孔作用在工件上的B点，对工件产生折弯作用，实现第一阶段冲压折弯成形；

S2、空泡膨胀，激光聚焦处形成的高温高压等离子体并向外辐射冲击波的同时推动周围液体形成空泡，空泡内压力大于外界流场压力，空泡向外膨胀；

S3、空泡收缩，空泡达到最大泡径后，外界流场压力大于泡内压力，空泡开始收缩；