[发明专利]用于刀具刃口加工的工装夹具、装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光精密加工技术领域，尤其涉及用于刀具刃口加工的工装夹具、装置及方法。

背景技术

金刚石作为一种超硬刀具材料应用于切削加工已有数百年历史。在刀具发展历程中，从十九世纪末到二十世纪中期,刀具材料以高速钢为主要代表；1927年德国首先研制出硬质合金刀具材料并获得广泛应用；二十世纪五十年代，瑞典和美国分别合成出人造金刚石，切削刀具从此步入以超硬材料为代表的时期。二十世纪七十年代，人们利用高压合成技术合成了聚晶金刚石(PCD)，解决了天然金刚石数量稀少、价格昂贵的问题，使金刚石刀具的应用范围扩展到航空、航天、汽车、电子、石材等多个领域。

聚晶金刚石虽然具有许多特殊优良的性能，但是因为其硬度很高，耐磨性良好，其成形加工非常困难，严重妨碍了它的推广应用，因此，研究其加工方法显得特别重要。美国、英国、中国、日本、德国、南非、瑞士和法国等国家都在进行该领域的研究。目前应用的方法主要有磨削加工、研磨加工、电火花加工、激光加工、电化学加工、超声加工和复合加工。

磨削加工时，由于金刚石刀高硬度，给加工带来了很多的困难，首先，由于材料磨削加工需要很高的磨削压力，起始磨削压力为硬质合金的10倍以上。其次，磨削效率很低，砂轮消耗很大，磨削比只有0.001～0.025，仅是硬质合金的1/1000～1/100000。

金刚石研磨加工作为最传统的加工方法之一，效率极低。

电火花加工需要材料具有导电性，对不导电的材料无能为力，一般对PCD毛坯进行加工，同样效率极低，无法用于实际生产。

超声加工需要与研磨加工相配合，化学加工也需要与机械加工相配合，都不能实现直接的去除。

传统的激光加工金刚石机理：激光加工金刚石的机理是:束能量密度极高的激光束照射到金刚石表面上，部分光能即被表面吸收并转化成热能，照射斑点的局部区域温度迅速上升到上万度，使金刚石材料局部熔化甚至汽化并形成陷坑。与此同时也开始了热扩散，结果斑点周围材料也熔化。随着激光能量的继续吸收，陷坑中蒸汽膨胀，压力加大，熔融物以爆炸形式被高速喷射出来，喷射所产生的反冲压力又在工件内部形成一个方向很强的冲击波。这样金刚石就在高温熔融汽化和冲击波的作用下蚀除部分物质，形成激光蚀坑。激光加工材料时起决定作用的激光参数是脉冲宽度、最大脉冲功率及平均脉冲功率。由于该机理是利用了激光的高能密度热加工，加工后金刚石表面有微石墨层，还需精修，因此，传统的激光加工多用于金刚石的粗加工。

因此提出一种高效批量生产金刚石刀具具有十分重要的意义。中国发明专利申请CN200810201484.0公开了一种金刚石复聚晶可锁四面刀及制造方法。用放电线切割或者激光将金刚石聚晶切割成四面体，再进行精研而成。中国发明专利CN201410401572.0公开了一种刃口的加工方法，对物料进行磨削加工或放电线切割加工，获得切削部，然后施以激光作用，对刃口的光洁度，直线度进行提高。国际专利WO2015195754A1公开了一种激光浸出PCD的装置，及操作方法。已有相关技术虽然可以加工简单的形状，效率精度都比较低，均不能直接使用激光加工得到粗糙度好，高精度，可直接使用标准的刃口。

随着激光技术的发展，20世纪80代，90年代后期，出现了各种商业化的激光器，并且基本技术参数的不断提升，有望在材料精加工兼顾效率方面带来突破性的飞跃，良好的稳定性以及较低的设备购置与维护成本，使其在工业领域具有非常广阔的应用前景，形成高效高精兼顾的新的去除制造科学具有其他类型激光所不及的优势。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供用于刀具刃口加工的工装夹具、装置及方法。

为实现上述目的，本发明第一目的在于提供一种用于刀具刃口加工的工装夹具，包括：夹具壳体；

所述夹具壳体内设有可转动的斜面底座；

所述夹具壳体侧壁上安装有带有示数的角度调节装置，所述角度调节装置与所述斜面底座相连，用于调节斜面底座的角度；

所述斜面底座上装有上料板，所述上料板上均布有多个通槽；

所述通槽包括相连通的第一槽体和第二槽体，所述第一槽体用于卡接待加工刀具并使待加工刀具的刃口处于第二槽体内，所述第二槽体为刃口加工提供场所，保证上料板不遮挡加工刃口的激光的入射。

作为本发明的进一步改进，所述斜面底座的数量为2个且相对设置，每个所述斜面底座均连接有一角度调节装置。

本发明第二目的在于提供一种用于刀具刃口加工的装置，包括：如权利要求1所述的工装夹具，控制器，激光器，反射透镜和激光振镜；