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一种 磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式 弹簧加压装置及方法

阅读：272发布：2020-05-15

专利汇可以提供一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置及方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置及方法，涉及电磁领域及激光冲击箔材微成形领域，该装置包括控制系统、转盘式弹簧升压夹持系统、传动-升降系统、脉冲磁场系统和脉冲激光器系统；本发明装置通过上述系统，将磁场与激光冲击微成形相结合，采用磁场处理材料，提高材料塑性，再用脉冲激光作为冲头使工件成形，成型件质量好精度高；本装置采用转盘式弹簧升压夹持系统，利用弹簧自锁以及转盘的特点，大幅度提高了装夹工件的效率，并能连续加工工件；同时，本装置采用多个控制器，并由计算机汇总数据，使各系统之间联动配合，实现半自动加工。，下面是一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置及方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，包括控制系统、转盘式弹簧升压夹持系统和脉冲激光系统；所述控制系统用于控制装置的工作，脉冲激光系统用于加工工件；
所述转盘式弹簧升压夹持系统包括转盘式支撑座(20)、升降式压块(13)、组式弹簧(14)、约束层(10)、吸收层(11)、卡槽式模具(12)和平键(26)；所述转盘式支撑座(20)下端部与液压缸(25)输出端连接，从而带动转盘式支撑座(20)上下往复移动；上端部中心开设有凹槽结构，凹槽结构内设置有升降式压块(13)，凹槽结构内还设置有组式弹簧(14)，且升降式压块(13)可压缩组式弹簧(14)；升降式压块(13)上从下至上依次设置有卡槽式模具(12)、吸收层(11)和约束层(10)；所述转盘式支撑座(20)中部开设有键槽，键槽内安装有平键(26)，第一锥齿轮(24)通过平键(26)安装在转盘式支撑座(20)中部，第二锥齿轮(27)与第一锥齿轮(24)啮合从而带动转盘式支撑座(20)旋转。
2.根据权利要求1所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，定位支撑座(19)通过第二螺钉(23)安装在平台(18)上，且定位支撑座(19)中心开设有通孔，转盘式支撑座(20)穿过定位支撑座(19)上的通孔。
3.根据权利要求1所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，还包括脉冲磁场系统，所述脉冲磁场系统包括脉冲磁场控制器(3)和脉冲磁场发生器(15)；所述脉冲磁场发生器(15)中空，用于放置转盘式弹簧升压夹持系统；所述脉冲磁场发生器(15)通过第一螺钉(17)固定在平台(18)上；脉冲磁场控制器(3)与脉冲磁场发生器(15)相连，控制磁感应强度大小和频率。
4.根据权利要求3所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，所述升降式压块(13)为倒T字形结构，升降式压块(13)一端凸出于转盘式支撑座(20)，且该端开设有槽，槽内放置有特斯拉计(9)，测量磁感应强度。
5.根据权利要求1所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，所述脉冲激光系统包括脉冲激光控制器(5)、脉冲激光发生器(6)、聚焦镜(7)、反光镜(8)和透镜支撑架(16)；所述反光镜(8)可根据实际情况调整角度；聚焦镜(7)安装在透镜支撑架(16)上，通过透镜支撑架(16)可调整聚焦镜(7)的位置；脉冲激光控制器(5)控制脉冲激光发生器(6)的工作，激光束通过反光镜(8)的反射，经聚焦镜(7)聚焦后辐照在待加工工件上，待加工工件设置在卡槽式模具(12)与吸收层(11)之间。
6.根据权利要求4所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，所述控制系统包括计算机(1)、电机控制器(2)、脉冲磁场控制器(3)、特斯拉计控制器(4)、脉冲激光控制器(5)和液压控制组件(33)；所述电机控制器(2)、脉冲磁场控制器(3)、特斯拉计控制器(4)、脉冲激光控制器(5)、液压控制组件(33)均与计算机(1)相连，实现联动控制；所述电机控制器(2)与电机(29)相连，控制电机(29)的运转；所述脉冲磁场控制器(3)与脉冲磁场发生器(15)相连，控制磁感应强度和脉冲频率；所述特斯拉计控制器(4)与特斯拉计(9)相连，用于测量实时磁感应强度，并反馈至特斯拉计控制器(4)；所述脉冲激光控制器(5)与脉冲激光发生器(6)相连，控制脉冲激光发生器(6)产生单脉冲激光；所述液压控制组件(33)与液压缸(25)，控制液压缸(25)中部件的伸缩功能。
7.根据权利要求1所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，所述约束层(10)、吸收层(11)和卡槽式模具(12)带有与升降式压块(13)中间轴外形相匹配的卡槽，防止滑移。
8.根据权利要求1所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，转盘式支撑座(20)凹槽底部带有数个弹簧放置槽，升降式压块(13)底部有与之相对应的弹簧放置槽，组式弹簧(14)放于弹簧放置槽中，提供压紧力。
9.根据权利要求1所述的磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，所述第一锥齿轮(24)一端设置在齿轮挡片支架(22)内，齿轮挡片支架(22)提供转盘式弹簧升压夹持系统升降时的阻力。
10.一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置的加工方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
S1:计算机(1)与电机控制器(2)、脉冲磁场控制器(3)、特斯拉计控制器(4)、脉冲激光控制器(5)、三维移动平台(21)、液压控制组件(33)分别连接；电机控制器(2)与电机(29)连接；脉冲磁场控制器(3)脉冲磁场发生器(15)连接；特斯拉计控制器(4)与特斯拉计(9)连接；脉冲激光控制器(5)与脉冲激光发生器(6)连接；液压控制组件(33)与液压缸(25)连接；
上述各部件安置在合适位置；
S2：三维移动平台(21)和透镜支撑架(16)安置在底座(32)上；电机(29)、齿轮支撑座组件(28)、液压缸(25)和齿轮挡片支架(22)安装在三维移动平台(21)上；蜗杆(30)安装在电机(29)上；蜗轮(31)和第二锥齿轮(27)安装在齿轮支撑座组件(28)的轴上，蜗轮(31)与蜗杆(30)啮合；
S3：平台(18)通过第一螺钉(17)紧固在三维移动平台(21)上；定位支撑座(19)通过第二螺钉(23)紧固在平台(18)上；脉冲磁场发生器(15)通过定位支撑座(19)定位，并用第一螺钉(17)紧固在平台(18)上；转盘式支撑座(20)与定位支撑座(19)间隙配合，同时将平键(26)和第一锥齿轮(24)安装在转盘式支撑座(20)下方，转盘式支撑座(20)与液压缸(25)连接；第一锥齿轮(24)和第二锥齿轮(27)啮合；
S4：组式弹簧(14)安装在转盘式支撑座(20)空腔底部相应的凹槽中，升降式压块(13)底部与转盘式支撑座(20)相对应安装；聚焦镜(7)和反光镜(8)安装在合适位置；
S5：启动所有组件，液压缸(25)推动转盘式支撑座(20)上升至上极限位置时，按压升降式压块(13)，使之下沉留出空间，依次放入卡槽式模具(12)、工件、吸收层(11)和约束层(10)，依靠组式弹簧(14)回弹压紧；液压缸(25)下降至下极限位置；
S6：调整聚焦镜(7)、反光镜(8)和三维移动平台(21)，使激光聚焦在指定位置；
S7：脉冲磁场控制器(3)控制脉冲磁场发生器(15)产生预设的磁感应强度与频率；特斯拉计(9)测得实时磁感应强度并反馈给脉冲磁场控制器(3)做出相应调整；
S8：计算机(1)调整参数，输出信号至脉冲激光控制器(5)，控制脉冲激光发生器(6)产生单脉冲激光；吸收层(11)气化，由于约束层(10)存在，气化离子膨胀后产生冲击压力，在冲击压力和卡槽式模具(12)的作用下，工件成形；
S9：完成一次成形后，计算机(1)输出信号至电机控制器(2)，控制电机(29)转动，传动系统工作，使转盘式支撑座(20)旋转一定角度；重复S8，直至卡槽式模具(12)上的环形特征完成1次循环；
S10：完成成形后，计算机(1)输出信号至液压控制组件(33)，控制液压缸(25)上升至上极限位置，按压升降式压块(13)，依次取下约束层(10)、吸收层(11)和工件，如有必要可更换卡槽式模具(12)；
S11：重复S5至S10。

说明书全文

一种 磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式 弹簧加压装置

及方法

技术领域

[0001] 本发明属于激光冲击微成形领域，具体涉及到一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置及方法。

背景技术

[0002] 微机电系统在各个领域发挥着日益重要的作用，因此对于微型零件的精度要求更高需求更广泛。其中脉冲激光冲击微成形具有诸多的优点，第一，激光脉冲能量的控制与调整简单，通过调整激光器的能量参数便可控制激光的脉冲能量；第二，在传统微成形中高设备成本和凸模与模具的对中性问题不可避免，而在激光冲击成形中不需要制造凸模，简化了模具结构，除了凸、凹模配合问题，且激光光斑与模具型腔易对中，能够缩短生产周期，降低成本；第三，激光冲击微成形属于一种高速率成形技术，具有高速率成形的优点，成形精度高、工件回弹小，能够提高材料成形性，更适用于一些难成形的材料等。

[0003] 通过力、热、电、磁等效应影响材料的处理条件，具有缩短反应时间、提高反应效率、提高生成物产率、细化材料组织和影响相变过程等效果。强磁场能够诱发固体材料产生微塑性变形，影响材料的塑性变形能力。磁场中位错芯膨胀理论，也从另一个方面解释了磁场中材料塑性增强的现象。强磁场为改善材料的显微组织和强度、塑性和韧性提供了新途径。材料塑性的增强有利于微型件的成形。

[0004] 基于激光冲击微成形和磁场辅助提高材料塑性的特点，提出磁场辅助激光冲击微成形技术，使用激光作为瞬时加载的冲击力使经过强磁场处理箔材在极高应变率下进行微成形。

[0005] 申请号为CN201310298622.2的中国专利提出了一种微塑性成形装置及方法，该成形装置装夹过于复杂并且只有一个微型模具特征，加工效率低。申请号CN201710699749.3的中国专利提出超声震动辅助成形的装置及方法，但是超声波作用时间长，而激光器作用时间为纳秒级，两者同步配合加工难度大。

[0006] 鉴于上述情况，本发明提出了一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘弹簧升压式装置，创新性地将磁场与激光冲击成形结合，提高了微型件的成形性和质量，简化了装夹工件的过程，提高了加工效率。

发明内容

[0007] 针对现有技术中金属箔板微成形存在的上述问题，本发明提供了一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置及方法，该方法设计了一个便于装夹的转盘式弹簧升压可升降装置，实现一次装夹多次成形，利用磁场辅助激光冲击箔材微成形。

[0008] 本发明是通过如下技术手段实现的：

[0009] 一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，包括控制系统、转盘式弹簧升压夹持系统和脉冲激光系统；所述控制系统用于控制装置的工作，脉冲激光系统用于加工工件；

[0010] 所述转盘式弹簧升压夹持系统包括转盘式支撑座、升降式压块、组式弹簧、约束层、吸收层、卡槽式模具和平键；所述转盘式支撑座下端部与液压缸输出端连接，从而带动转盘式支撑座上下往复移动；上端部中心开设有凹槽结构，凹槽结构内设置有升降式压块，凹槽结构内还设置有组式弹簧，且升降式压块可压缩组式弹簧；升降式压块上从下至上依次设置有卡槽式模具、吸收层和约束层；所述转盘式支撑座中部开设有键槽，键槽内安装有平键，第一锥齿轮通过平键安装在转盘式支撑座中部，第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合从而带动转盘式支撑座旋转。

[0011] 进一步的，所述定位支撑座通过第二螺钉安装在平台上，且定位支撑座中心开设有通孔，转盘式支撑座穿过定位支撑座上的通孔。

[0012] 进一步的，还包括脉冲磁场系统，所述脉冲磁场系统包括脉冲磁场控制器和脉冲磁场发生器；所述脉冲磁场发生器中空，用于放置转盘式弹簧升压夹持系统；所述脉冲磁场发生器通过第一螺钉固定在平台上；脉冲磁场控制器与脉冲磁场发生器相连，控制磁感应强度大小和频率。

[0013] 进一步的，所述升降式压块为倒T字形结构，升降式压块一端凸出于转盘式支撑座，且该端开设有槽，槽内放置有特斯拉计，测量磁感应强度。

[0014] 进一步的，所述脉冲激光系统包括脉冲激光控制器、脉冲激光发生器、聚焦镜、反光镜和透镜支撑架；所述反光镜可根据实际情况调整角度；聚焦镜安装在透镜支撑架上，通过透镜支撑架可调整聚焦镜的位置；脉冲激光控制器控制脉冲激光发生器的工作，激光束通过反光镜的反射，经聚焦镜聚焦后辐照在待加工工件上，待加工工件设置在卡槽式模具与吸收层之间。

[0015] 进一步的，所述控制系统包括计算机、电机控制器、脉冲磁场控制器、特斯拉计控制器、脉冲激光控制器和液压控制组件；所述电机控制器、脉冲磁场控制器、特斯拉计控制器、脉冲激光控制器、液压控制组件均与计算机相连，实现联动控制；所述电机控制器与电机相连，控制电机的运转；所述脉冲磁场控制器与脉冲磁场发生器相连，控制磁感应强度和脉冲频率；所述特斯拉计控制器与特斯拉计相连，用于测量实时磁感应强度，并反馈至特斯拉计控制器；所述脉冲激光控制器与脉冲激光发生器相连，控制脉冲激光发生器产生单脉冲激光；所述液压控制组件与液压缸，控制液压缸中部件的伸缩功能。

[0016] 进一步的，所述约束层、吸收层和卡槽式模具带有与升降式压块中间轴外形相匹配的卡槽，防止滑移。

[0017] 进一步的，转盘式支撑座凹槽底部带有数个弹簧放置槽，升降式压块底部有与之相对应的弹簧放置槽，组式弹簧放于弹簧放置槽中，提供压紧力。

[0018] 进一步的，所述第一锥齿轮一端设置在齿轮挡片支架内，齿轮挡片支架提供转盘式弹簧升压夹持系统升降时的阻力。

[0019] 一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置的加工方法，具体包括如下步骤：

[0020] S1:计算机与电机控制器、脉冲磁场控制器、特斯拉计控制器、脉冲激光控制器、三维移动平台、液压控制组件分别连接；电机控制器与电机连接；脉冲磁场控制器脉冲磁场发生器连接；特斯拉计控制器与特斯拉计连接；脉冲激光控制器与脉冲激光发生器连接；液压控制组件与液压缸连接；上述各部件安置在合适位置；

[0021] S2：三维移动平台和透镜支撑架安置在底座上；电机、齿轮支撑座组件、液压缸和齿轮挡片支架安装在三维移动平台上；蜗杆安装在电机上；蜗轮和第二锥齿轮安装在齿轮支撑座组件的轴上，蜗轮与蜗杆啮合；

[0022] S3：平台通过第一螺钉紧固在三维移动平台上；定位支撑座通过第二螺钉紧固在平台上；脉冲磁场发生器通过定位支撑座定位，并用第一螺钉紧固在平台上；转盘式支撑座与定位支撑座间隙配合，同时将平键和第一锥齿轮安装在转盘式支撑座下方，转盘式支撑座与液压缸连接；第一锥齿轮和第二锥齿轮啮合；

[0023] S4：组式弹簧安装在转盘式支撑座空腔底部相应的凹槽中，升降式压块底部与转盘式支撑座相对应安装；聚焦镜和反光镜安装在合适位置；

[0024] S5：启动所有组件，液压缸推动转盘式支撑座上升至上极限位置时，按压升降式压块，使之下沉留出空间，依次放入卡槽式模具、工件、吸收层和约束层，依靠组式弹簧回弹压紧；液压缸下降至下极限位置；

[0025] S6：调整聚焦镜、反光镜和三维移动平台，使激光聚焦在指定位置；

[0026] S7：脉冲磁场控制器控制脉冲磁场发生器产生预设的磁感应强度与频率；特斯拉计测得实时磁感应强度并反馈给脉冲磁场控制器做出相应调整；

[0027] S8：计算机调整参数，输出信号至脉冲激光控制器，控制脉冲激光发生器产生单脉冲激光；吸收层气化，由于约束层存在，气化离子膨胀后产生冲击压力，在冲击压力和卡槽式模具的作用下，工件成形；

[0028] S9：完成一次成形后，计算机输出信号至电机控制器，控制电机转动，传动系统工作，使转盘式支撑座旋转一定角度；重复S8，直至卡槽式模具上的环形特征完成1次循环；

[0029] S10：完成成形后，计算机输出信号至液压控制组件，控制液压缸上升至上极限位置，按压升降式压块，依次取下约束层、吸收层和工件，如有必要可更换卡槽式模具；

[0030] S11：重复S5至S10。

[0031] 本发明的有益效果是：

[0032] 1.本发明采用脉冲激光冲击对金属箔材或板材进行加工，激光被吸收层吸收后产生等离子体，又在约束层的作用下形成冲击波，利用冲击波对金属箔材或板材进行冲击成形。能够利用激光的可控制性及稳定性，加工出高质量零件。

[0033] 2.脉冲强磁场处理使得材料内部位错密度增加，并减少金属材料内部的残余应力，从而提高金属材料的塑性，这样使得一些难以成形或无法成形的材料也能具有一定的成形性，从而丰富了激光加工的材料种类，并且充分了利用材料的性质，提高了微型成型件的质量。

[0034] 3.本发明设计了转盘式模具弹簧升压夹持系统，转盘式支撑座、组式弹簧和升降式压块构成了夹持系统，组式弹簧受到升降式压块传递的压力时，被压缩，此时可在升降式压块上面放置模具、约束层、吸收层和工件，利用弹簧自身的回弹，将各部分夹紧。结构简单有效，装夹工件方便快捷，避免了多次装夹，提高了加工效率。

[0035] 4.脉冲磁场发生装置内部中空为圆柱形，转盘式模具弹簧升压夹持系统整体结构也以圆柱形为主，两者可以较好地配合，具备实用性。

[0036] 5.传动-升降系统巧妙的结合了齿轮传动和液压升降，通过蜗轮蜗杆和锥齿轮进行无级调速，配合控制系统，精准加工零件；通过液压升降，使得转盘式模具弹簧升压夹持系统更换部件方便简单，提高装卸效率。两者配合减少了两次激光冲击微成形之间的时间间隔，简化了加工过程。附图说明

[0037] 图1是一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置装配示意图；

[0038] 图2是升降式压块与转盘式支撑座装配关系示意图；

[0039] 图3是上极限位置(装夹-拆卸工件)示意图；

[0040] 图4是下极限位置(加工状态)示意图；

[0041] 图5是卡槽式模具示意图；

[0042] 图6是转盘式弹簧升压夹持系统局部剖视图；

[0043] 附图标记如下：

[0044] 1-计算机；2-电机控制器；3-脉冲磁场控制器；4-特斯拉计控制器；5-脉冲激光控制器；6-脉冲激光发生器；7-聚焦镜；8-反光镜；9-特斯拉计；10-约束层；11-吸收层；12-卡槽式模具；13-升降式压块；14-组式弹簧；15-脉冲磁场发生器；16-透镜支撑架；17-第一螺钉；18-平台；19-定位支撑座；20-转盘式支撑座；

[0045] 21-三维移动平台；22-齿轮挡片支架；23-第二螺钉；24-第一锥齿轮；25-液压缸；26-平键；27-第二锥齿轮；28-齿轮支撑座组件；29-电机；30-蜗杆；31-蜗轮；32-底座；33-液压控制组件。

具体实施方式

[0046] 为对本发明做进一步的了解，以自由涨形为具体实施例并结合附图对本发明作进一步的说明。

[0047] 一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置，其特征在于，包括控制系统、转盘式弹簧升压夹持系统和脉冲激光系统；所述控制系统用于控制装置的工作，脉冲激光系统用于加工工件；

[0048] 所述转盘式弹簧升压夹持系统包括转盘式支撑座20、升降式压块13、组式弹簧14、约束层10、吸收层11、卡槽式模具12和平键26；所述转盘式支撑座20下端部与液压缸25输出端连接，从而带动转盘式支撑座20上下往复移动；上端部中心开设有凹槽结构，凹槽结构内设置有升降式压块13，凹槽结构内还设置有组式弹簧14，且升降式压块13可压缩组式弹簧14；升降式压块13上从下至上依次设置有卡槽式模具12、吸收层11和约束层10；所述转盘式支撑座20中部开设有键槽，键槽内安装有平键26，第一锥齿轮24通过平键26安装在转盘式支撑座20中部，第二锥齿轮27与第一锥齿轮24啮合从而带动转盘式支撑座20旋转。

[0049] 结合附图1所示，控制系统包括计算机1、电机控制器2、脉冲磁场控制器3、特斯拉计控制器4、脉冲激光控制器5、液压控制组件33；电机控制器2、脉冲磁场控制器3、特斯拉计控制器4、脉冲激光控制器5、液压控制组件33均与计算机1相连，实现联动控制；电机控制器2与电机29相连，控制电机29的运转；脉冲磁场控制器3与脉冲磁场发生器15相连，控制磁感应强度和脉冲频率；特斯拉计控制器4与特斯拉计9相连，用于测量实时磁感应强度，并反馈至特斯拉计控制器4；脉冲激光控制器5与脉冲激光发生器6相连，控制脉冲激光发生器6产生单脉冲激光；液压控制组件33与液压缸25，控制液压缸25中部件的伸缩功能；

[0050] 结合附图1所示，转盘式弹簧升压夹持系统包括转盘式支撑座20、升降式压块13、组式弹簧14、约束层10、吸收层11、卡槽式模具12、定位支撑座19、第二螺钉23、平键26；升降式压块13中部有凹槽，便于放置特斯拉计9，测量磁感应强度；结合附图2、附图5和附图6所示，转盘式支撑座20上端有开口，便于升降式压块13、组式弹簧14、约束层10、吸收层11、卡槽式模具12的放入；约束层10、吸收层11、卡槽式模具12有凹口，与升降式压块13外形相配合；结合图6所示，约束层10、吸收层11、卡槽式模具12依次放入转盘式支撑座20和升降式压块13之间，组式弹簧14的弹力起加紧作用；转盘式支撑座20下端有平键26用以配合传动-升降系统；定位支撑座19由第二螺钉23固定在平台18上；

[0051] 结合附图1所示，传动-升降系统包括电机29、电机控制器2、蜗杆30、蜗轮31、第一螺钉17、齿轮支撑座组件28、第二螺钉23、第一锥齿轮24、第二锥齿轮27、齿轮挡片支架22、液压缸25、液压控制组件33；电机控制器2与相连电机29相连，并控制电机29轴的转动；液压控制组件33与液压缸25相连，并控制液压缸25杆的升降；电机29通过第一螺钉17固定在三维移动平台21上；齿轮支撑座组件28、齿轮挡片支架22均通过第二螺钉23固定在三维移动平台21上；电机29依次带动蜗杆30、蜗轮31、第二锥齿轮27、第一锥齿轮24转动，通过平键26传递扭矩，实现转盘式弹簧升压夹持系统转动；结合附图3和附图4所示，液压缸25与齿轮挡片支架22配合，实现转盘式弹簧升压夹持系统的升降运动；所述转盘式支撑座20带有阶梯轴，与定位支撑座19间隙配合，可实现相对转动；升降式压块13中部有凸起，便于按压，凸起中部有凹槽，便于放置特斯拉计9；所述电机29提供动力，带动蜗杆30转动，蜗轮31与蜗杆30啮合，蜗轮31与第二锥齿轮27同轴转动，第二锥齿轮27与第一锥齿轮24啮合，最后通过平键26传递扭矩，实现转盘式弹簧升压夹持系统转动；液压缸25的杆顶端与转盘式支撑座20底部相连，平键26在转盘式支撑座20下端，并与与第一锥齿轮24配合，两者充分润滑；第一锥齿轮24总有一部分与齿轮挡片支架22配合，用以提供转盘式弹簧升压夹持系统升降时的阻力；脉冲磁场发生器15通过定位支撑座19定位，中间中空，用于放置转盘式弹簧升压夹持系统，加工位置处的磁感应强度稳定且均匀，工件平面与脉冲磁场方向垂直；

[0052] 结合附图1所示，脉冲磁场系统包括脉冲磁场控制器3、脉冲磁场发生器15；脉冲磁场发生器15通过第一螺钉17固定在平台18上；脉冲磁场控制器3与脉冲磁场发生器15相连，控制磁感应强度大小和频率；脉冲磁场发生器15中空，用于放置转盘式弹簧升压夹持系统。

[0053] 结合附图1所示，脉冲激光系统包括脉冲激光控制器5、脉冲激光发生器6、聚焦镜7、反光镜8、透镜支撑架16；反光镜8可根据实际情况调整角度；聚焦镜7和透镜支撑架16相结合，可以调整两者的位置。

[0054] 一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置的方法，具体包括如下步骤：

[0055] S1:计算机1与电机控制器2、脉冲磁场控制器3、特斯拉计控制器4、脉冲激光控制器5、三维移动平台21、液压控制组件33分别连接；电机控制器2与电机29连接；脉冲磁场控制器3脉冲磁场发生器15连接；特斯拉计控制器4与特斯拉计9连接；脉冲激光控制器5与脉冲激光发生器6连接；液压控制组件33与液压缸25连接；上述各部件安置在合适位置；

[0056] S2：三维移动平台21和透镜支撑架16安置在底座32上；电机29、齿轮支撑座组件28、液压缸25和齿轮挡片支架22安装在三维移动平台21上；蜗杆30安装在电机29上；蜗轮31和第二锥齿轮27安装在齿轮支撑座组件28的轴上，蜗轮31与蜗杆30啮合；

[0057] S3：平台18通过第一螺钉17紧固在三维移动平台21上；定位支撑座19通过第二螺钉23紧固在平台18上；脉冲磁场发生器15通过定位支撑座19定位，并用第一螺钉17紧固在平台18上；转盘式支撑座20与定位支撑座19间隙配合，同时将平键26和第一锥齿轮24安装在转盘式支撑座20下方，转盘式支撑座20与液压缸25连接；第一锥齿轮24和第二锥齿轮27啮合；

[0058] S4：组式弹簧14安装在转盘式支撑座20空腔底部相应的凹槽中，升降式压块13底部与转盘式支撑座20相对应安装；聚焦镜7和反光镜8安装在合适位置；

[0059] S5：启动所有组件，液压缸25推动转盘式支撑座20上升至上极限位置时，按压升降式压块13，使之下沉留出空间，依次放入卡槽式模具12、工件、吸收层11和约束层10，依靠组式弹簧14回弹压紧；液压缸25下降至下极限位置；

[0060] S6：调整聚焦镜7、反光镜8和三维移动平台21，使激光聚焦在指定位置；

[0061] S7：脉冲磁场控制器3控制脉冲磁场发生器15产生预设的磁感应强度与频率；特斯拉计9测得实时磁感应强度并反馈给脉冲磁场控制器3作出相应调整；

[0062] S8：计算机1调整参数，输出信号至脉冲激光控制器5，控制脉冲激光发生器6产生单脉冲激光；吸收层11气化，由于约束层10存在，气化离子膨胀后产生冲击压力，在冲击压力和卡槽式模具12的作用下，工件成形；

[0063] S9：完成一次成形后，计算机1输出信号至电机控制器2，控制电机29转动，传动系统工作，使转盘式支撑座20旋转一定角度；重复S8，直至卡槽式模具12上的环形特征完成1次循环；

[0064] S10：完成成形后，计算机1输出信号至液压控制组件33，控制液压缸25上升至上极限位置，按压升降式压块13，依次取下约束层10、吸收层11和工件，如有必要可更换卡槽式模具12；

[0065] S11：重复S5至S10。

[0066] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

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一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置及方法

一种磁场处理与激光冲击微成形复合的转盘式弹簧加压装置

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