，简化了工艺过 程，提高了生产效率。本发明所述的连接装置中，组合凹模的整体凹模腔呈"凸"字形状，保 证了两层或多层金属薄板之间较大的卡结量，其连接强度较高。
[0021] 另外，设计了组合凹模、自动开关模装置，配合液压系统，实现了所述凹模的的自 动开模和自动闭合，提高了装置的工作效率，在凹模闭合时，单杆双作用液压缸使得自动开 关模装置具有自锁功能，保证了金属薄板变形连接的精度。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明一种激光冲击金属薄板变形连接装置的结构示意图；
[0023] 图2是本发明中自动开关模装置的结构示意图；
[0024] 图3是本发明中自动开关模装置中基板的三维结构示意图；
[0025] 图4是本发明中组合凹模的三维结构示意图；
[0026] 图5是本发明中工件系统加工前的剖视图；
[0027] 图6是本发明中工件系统加工后的剖视图。
[0028] 图中：
[0029] 1-底座；2-三维移动平台；3-组合凹模；4-自动开关模装置；5-工件系统；6-压 边装置；7-透镜支架；8-可调聚焦透镜；9-反射镜；10-脉冲激光器；11-激光控制器； 12-计算机；13-液压控制系统；14-三维移动平台控制器；15-约束层；16-吸收层；17-第 一金属薄板；18-第二金属薄板；19-凹模基座；20-凹模端盖；21-凹模拉杆；22-基板； 23-右长杆；24-右短杆；25-销钉；26-左短杆；27-左长杆；28-滑块；29-单杆双作用液压 缸。
【具体实施方式】
[0030] 下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并 不限于此。
[0031] 本发明所述的一种激光冲击金属薄板变形连接装置的结构如图1所示，包括激光 发射系统、控制系统、变形连接系统。
[0032] 激光发射系统由底座1、透镜支架7、脉冲激光器10、反射镜9、可调聚焦透镜8组 成；透镜支架7固定在底座1上，可调聚焦透镜8安装在透镜支架7上、并位于经反射镜9 反射后的激光光路上；脉冲激光器10发出的激光经过反射镜9的反射作用以及可调聚焦透 镜8的聚焦作用，辐照到工件系统5表面。透镜支架7的竖直杆与水平杆通过紧固螺钉连 接，拧松螺钉后水平杆可沿着竖直杆方向移动，从而实现调整激光光斑大小的目的。
[0033] 所述变形连接系统由三维移动平台2、自动开关模装置4、组合凹模3、工件系统5、 压边装置6组成。三维移动平台2置于底座1上方。工件系统5由从上到下依次排列的约 束层15、吸收层16、第一金属薄板17以及第二金属薄板18组成；工件系统5放置在组合凹 模3上、并通过压边装置6固定在组合凹模3上。
[0034] 组合凹模3通过定位螺钉紧固在三维移动平台2上，并通过铰链将凹模端盖20两 侧对称的凹模拉杆21与自动开关模装置4中的右长杆23、左长杆27相连；自动开关模装 置4中的基板22与单杆双作用液压缸29通过定位螺钉紧固在三维移动平台2上；三维移 动平台2放置于底座1上方。
[0035] 如图2所示，自动开关模装置4由基板22、右长杆23、右短杆24、销钉25、左短杆 26、左长杆27、滑块28以及单杆双作用液压缸29组成。其中基板22的三维结构如图3所 示，在基板22的中轴线上加工有销钉孔和矩形孔，矩形孔的两侧内壁开有滑槽。滑块28为 矩形块，滑块28中间加工有一根突出的细杆作为销轴，两侧设有厚度小于矩形块的滑轨。 滑块28与单杆双作用液压缸29的活塞杆通过螺纹连接后，将滑块28装入基板22上的滑 槽中，滑轨与滑槽之间为间隙配合，将单杆双作用液压缸29放置在基板22上的矩形孔处， 通过定位螺钉将基板22和单杆双作用液压缸29固定安装在三维移动平台2上。销钉25 安装在基板22上的销钉孔内。右短杆24、左短杆26的一端共同装在销钉25上，并均可绕 销钉25进行转动；右长杆23、左长杆27的一端共同铰接于滑块28上的销轴上，右短杆24、 左短杆26的另一端分别铰链于右长杆23、左长杆27上，右长杆23、右短杆24、左短杆26、 左长杆27构成一个平面连杆机构，并且右短杆24、左短杆26和右长杆23的长度以及左长 杆27构成平面连杆机构部分的长度满足
，即可使得两个长连杆的上端沿着水平 方向作直线运动。
[0036] 组合凹模3的三维结构如图4所示，组合凹模3尺寸为5mmX3mmX 5mm，由凹模基 座19、凹模端盖20、凹模拉杆21组成。凹模基座19底部加工有两个定位螺钉孔，组合凹模 3通过定位螺钉固定安装在三维移动平台2上，在凹模基座19的上表面开有两条平行的燕 尾槽，与之相对应的，凹模端盖20底部设有两条平行的燕尾形导轨，凹模端盖20底部的导 轨装配在凹模基座19的凹槽中。凹模端盖20上表面的中心处开有小孔作为上凹模腔，小 孔为圆形或方形等形状，直径为〇. 5mm。在凹模端盖20的中央设有前后相通的矩形槽作为 下凹模腔，下凹模腔的横截面尺寸为3mmX0. 3mm。上凹模腔与下凹模腔构成呈"凸"字形状 的整体凹模腔，保证了两层或多层金属薄板之间较大的卡结量。凹模端盖20两侧设有对称 分布的凹模拉杆21，凹模端盖20由两块对称的端盖组件对接而成，且两个凹模拉杆21分别 位于两块端盖组件上，使得凹模端盖20能够被打开和闭合。具体的，凹模拉杆21与凹模端 盖20可通过螺纹连接。组合凹模3通过这一对凹模拉杆21与自动开关模装置4的右长杆 23、左长杆27相连接。自动开关模装置4将单杆双作用液压缸29中活塞杆的伸缩运动转 变为两个长连杆上端在水平方向上的直线运动，从而控制组合凹模3中凹模端盖20的打开 与闭合。可以实现组合凹模3的自动打开和自动闭合，提高了装置的工作效率。在组合凹 模3闭合时，单杆双作用液压缸29使得自动开关模装置4具有自锁功能，保证了金属薄板 变形连接的精度。
[0037] 所述控制系统由激光控制器11、计算机12、液压控制系统13、三维移动平台控制 器14组成；激光控制器11、液压控制系统13、三维移动平台控制器14均与计算机12联接； 所述激光控制器11与脉冲激光器10相连接，用于控制脉冲激光器10的工作状态；三维移 动平台控制器14与三维移动平台2相连，用于控制其作平面移动；所述液压控制系统13与 单杆双作用液压缸29相连，用于控制单杆双作用液压缸29的伸缩来控制自动开关模装置 4的状态。
[0038] 所述的激光冲击金属薄板变形连接方法，具体包括如下步骤：
[0039] S1.联接激光控制器11、液压控制系统13、三维移动平台控制器14与计算机12 ; 将自动开关模装置4中的滑块28与单杆双作用液压缸29相连后，滑块28装入基板22上 的滑槽中，单杆双作用液压缸29放置在基板22上的矩形孔处，使用螺钉将基板22和单杆 双作用液压缸29固定在三维移动平台2上，销钉25装入基板22的销钉孔中，短连杆和长 连杆通过铰链相连后，将两个短连杆的一端通过销钉25铰接于基板22上，两个长连杆的一 端铰接于滑块28 ;将组合凹模3装在三维移动平台2上，自动开关模装置4中两个长连杆 的上端通过铰链与组合凹模3的凹模拉杆21相连。利用计算机12通过三维移动平台控制 器14控制三维移动平台2的移动，使得凹模端盖20中上凹模腔的中心位于激光光路上。
[0040] S2.在组合凹模3上放上工件系统5,压边装置6对工件系统5施加压边力。
[0041] S3.调整反射镜9与可调聚焦透镜8,将脉冲激光器10发出的激光聚焦到工件系 统5上，激光透过透明的约束层15到达吸收层16表面，吸收层16表面部分被汽化和电离 后产生高温高压等离子体，等离子体快速地向外喷溅膨胀，其反作用力可形成强冲击波，在 强冲击波与组合凹模3的共同作用下，两层金属薄板发生超速塑性变形，从而完成激光冲 击金属薄板变形连接过程。
[0042] S4.完成一次激光冲击金属薄板变形连接之后，压边装置6卸去压边力；计算机12 通过液压控制系统13控制单杆双作用液压缸29的活塞杆顶着滑块28向上运动，滑块28 带动右长杆23、左长杆27,使右长杆23、左长杆27、右短杆24、左短杆26构成的平面连杆机 构协同作用，牵引构成凹模端盖20的两个端盖组件沿凹模基座19的凹槽向相反的方向移 动，凹模端盖20被打开；取出加工完成的工件系统5 ;计算机12向液压控制系统13发出指 令，液压控制系统13控制单杆双作用液压缸29与滑块28 -起向下运动，平面连杆机构协 同作用，牵引构成凹模端盖20的两个端盖组件沿凹模基座19的凹槽相向移动，关闭组合凹 模3的凹模端盖20 ;由此进入下一个激光冲