一种激光加热镁合金无支撑单点渐进成形装置的制作方法

本实用新型涉及到一种单点渐进成形设备，尤其涉及到一种激光加热镁合金无支撑单点渐进成形装置。

背景技术：

传统的镁合金板材成形使用的渐进成形装置都离不开模具，采用模具生产周期长，并且柔性较差，产品变换时需要更换模具，造成加工成本居高不下。无支撑单点渐进成形技术能够实现柔性成形、易于实现自动化等特点无疑为镁合金成形工艺开辟了更为广阔的空间。

镁合金在室温下较差的塑性成形能力，无支撑单点渐进成形能够提高镁合金的成形极限。实际上，无支撑单点渐进成形技术在板材塑性成形领域已经得到推广应用，单点渐进成形技术也逐渐应用于镁合金成成型加工。由于镁合金室温下塑性较差，虽然无支撑单点渐进成形在一定程度上能够提高镁合金的成形极限，但单点渐进成形精度较低，限制了镁合金无支撑单点渐进成形技术的推广和应用。

大量实验证明，镁合金板料在加热条件下可以实现单点渐进成形，可加工各种复杂形状的壳形件，如圆锥体和方锥体。成形极限角随板厚度和成形温度的增加而增加，各向异性对板渐进成形影响较大，其影响程度随温度提高而大大降低，并于200-250℃时降低到最小程度。

技术实现要素：

本实用新型为解决上述问题，提供一种激光加热镁合金无支撑单点渐进成形装置，本实用新型的上述技术问题主要是通过下述技术方案解决的。

本实用新型公布了一种激光加热镁合金无支撑单点渐进成形装置，其特征在于其包括镁合金无支撑单点渐进成形系统、计算机控制系统、激光加热系统、X-Y平台控制系统和支撑台。

所述镁合金无支撑单点渐进成形系统包括上压边圈、下压边圈、支撑座和成形工具头，其成形工具头是在数控机床系统的控制下对镁合金板材成形。

所述镁合金无支撑单点渐进成形系统中的成形工具头与激光加热系统产生的激光束始终在竖直方向上保持一致。

所述计算机控制系统能够控制激光加热系统，发射激光束照射镁合金板材表面，对板材进行局部加热和切割，并且能控制激光束照射镁合金板材产生温度的大小。

所述激光加热系统安装在X-Y工作平台系统，并在其驱动下运动。

所述X-Y工作平台系统安装在支撑台上。

具体成型方法为，在镁合金无支撑单点渐进成形过程中,由计算机控制系统控制激光加热系统发射激光束照射固定在镁合金无支撑单点渐进成形系统中的镁合金板材表面,对板材进行局部加热,达到激光加热无支撑单点渐进成形的目的。

上述技术方案带来的技术效果是，提高镁合金板材的成形极限，增加材料流动的均匀性、韧性和延展性，提高板材的成形能力。

上述技术方案带来的技术效果是，在镁合金无支撑单点渐进成形过程中，激光加热时间快，温度变化范围小，成形表面质量高。

上述技术方案带来的技术效果是，在镁合金无支撑单点渐进成形过程结束后，激光加热系统切割时，激光头与板材无接触，不会对板材表明划伤，切口平滑，无污染，加工精度高。

附图说明

图1为本实用新型的机构示意图。

图2为本实用新型成型件示意图。

图3至图6为本实用新型渐进成形过程的状态示意图。

附图标记说明：1-计算机控制系统，2-激光加热系统，3-成形工具头，4-镁合金板料，5-上压边圈，6-下压边圈，7-支撑座，8-X-Y平台控制系统，9-支撑台。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细描述：如图1所示，本实用新型一种激光加热镁合金无支撑单点渐进成形装置，其特征在于，包括镁合金无支撑单点渐进成形系统、计算机控制系统1、激光加热系统2、X-Y平台控制系统8和支撑台9，无支撑单点渐进成形系统包括上压边圈5、下压边圈6、支撑座7和成形工具头3。

镁合金板材4通过上压边圈5和下压边圈6夹紧，压边圈6固定在支撑座7上，X-Y 平台控制系统8安装在支撑台9上，X-Y工作平台系统8按照要求预先设定其运动轨迹，并编写相应程序，激光加热系统2安装在X-Y平台控制系统8上，并在其驱动下运动，计算机控制系统1调控激光加热系统2激光束照射镁合金板材4产生的温度大小，成形工具头3 是在数控机床系统的控制下对镁合金板材4成形，并且与激光加热系统2产生的激光束在竖直方向上保持一致。

当进行加工时，镁合金板材4通过上压边圈5和下压边圈6夹紧，成形工具头3在数控机床系统指定程序下对镁合金板材4成形，同时，激光加热系统2在计算机控制系统1 指定命令控制下，发射激光束对镁合金板材4上，并对其进行加热，在计算机控制系统1的控制下加热到200-250℃，X-Y平台控制系统8驱动激光加热系统2，使激光加热系统2产生的激光束与成形工具头3在竖直方向上保持一致，激光加热速度快，温度变化范围小，能够提高镁合金板材4成形极限，继而提高成形性能。

为了更好的理解本实用新型，现以加工图2所示镁合金板材为例，详细说明其工作方法步骤。如图3-图6所示，一种激光加热镁合金无支撑单点渐进成形装置步骤如下。

将待加工的镁合金板料4置于上压边圈5和下压边圈6之间，通过上压边圈5和下压边圈6对其进行固定。接通计算机控制系统1电源，将计算机控制系统1与激光加热系统 2通过数据传输线连接，通过指定程序调整激光加热系统2中激光束照射在镁合金板材4的温度，调整X-Y平台控制系统8来驱动激光加热系统2，使激光加热系统2产生的激光束与成形工具头3在竖直方向上保持一致。在指定程序运动的成形工具头3作用下镁合金板材4 逐步渐进成形，同时X-Y平台控制系统8在预先指定程序控制下驱动激光加热系统2，使激光束始终与成形工具头3在竖直方向上保持一致。每加工完一层，成形工具头3沿竖直方向下降一定距离，同时沿水平方向移动一定的距离，在对下一层进行加工，X-Y平台控制系统 8驱动激光加热系统2也作一定的调整，激光束始终与成形工具头3在竖直方向上保持一致。待到镁合金无支撑单点渐进成形过程结束，成形工具头3通过数控机床系统离开镁合金板材4工作面，通过计算机控制系统1调整激光加热系统2激光束功率，达到镁合金板材4 熔点温度，X-Y平台控制系统8按照指定程序驱动激光加热系统2切割镁合金板材4，得到符合设计要求的零件。

综上所示，本实用新型所述的一种激光加热镁合金无支撑单点渐进成形装置，将激光加热应用到单点渐进成形中，为镁合金温渐进成形提供另一种方案。另外，激光加热通过计算机控制系统控制，激光束与成形工具头运动中保持一致，温度易于控制，温度变化范围小，可调性好，柔性高，并能够提高镁合金板材渐进成形的成形极限，进而提高成形能力。利用激光加热来对镁合金板材进行切割，激光头与板材无接触，不会对板材表明划伤，切口平滑，无污染，加工精度高。