[发明专利]一种激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法及其装置

权利要求书

1.一种激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法，其特征在于：如下步骤

步骤一，工件的预处理，将工件打磨，随后用抛光剂抛光，然后在无水乙醇溶液中超声清洗，去除工件表面的杂质及有机物污渍；

步骤二，根据工件表面待加工区域材料的氧化特性，通过激光器加热待加工区域材料，并通以辅助性氧化气体作为氧化剂，利用激光产生的瞬间高温使待加工区域材料与氧化剂发生快速可控的氧化反应，通过调节激光和氧化剂参数控制氧化反应的速率、氧化物的微观组织和结构，使待加工的工件表面形成氧化层，在氧化层下方形成亚表层，随后根据氧化层和亚表层的微观结构和厚度制定相应的微细铣削工艺方案；

步骤三，将工件固定在工作台上，打开主轴，调节微铣刀与工件表面的相对位置，使刀尖与待加工表面处于同一水平位置，实现对刀，打开激光器，调节激光器镜头与工件表面的相对位置，使激光光斑聚焦在待加工表面上，实现激光器焦距的调节；

步骤四，打开喷气管阀门，设定激光功率、频率和氧化气体流量的参数，设定相应的走刀路径和切削参数，进行激光诱导氧化辅助微细铣削加工，加工出高深宽比的微结构；

步骤五，关闭激光器和喷气管阀门，退刀，关闭主轴。

2.如权利要求1所述的激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法，其特征在于：所述激光器为脉冲型激光器或连续型激光器。

3.如权利要求1所述的激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法，其特征在于：所述激光器所使用的激光功率不超过7W。

4.如权利要求1所述的激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法，其特征在于：所述待加工区域材料为钛合金或硬质合金。

5.如权利要求1所述的激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法，其特征在于：所述氧化剂为氧气。

6.如权利要求1所述的激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法，其特征在于：所述氧化层和亚表层的去除方式为逐层氧化-逐层去除或单次氧化-逐层去除。

7.一种激光诱导氧化辅助微细铣削加工装置，其特征在于：包括微铣刀(2)，主轴(3)，激光器(4)，喷气管(5)、激光光斑(6)、激光器连接调整装置(9)、喷气管固定装置(10)、喷气管阀门(11)和工作台(12)，所述工作台(12)上固定有工件(1)，激光器(4)将激光光斑(6)聚焦在工件(1)表面的待加工区域材料上，所述微铣刀(2)固定在主轴(3)上，激光器(4)通过激光器连接调整装置(9)固定在主轴(3)上，加工过程中激光器(4)与微铣刀(2)的相对位置保持不变，所述激光器(4)将激光光斑(6)聚焦在微铣刀(2)前端的待加工区域材料，喷气管(5)通过喷气管固定装置(10)固定在激光器(4)上，喷气管(5)与激光器(4)的相对位置保持不变，喷气管(5)喷出的氧化剂始终汇聚于激光光斑(6)处，喷气管(5)上装有喷气管阀门(11)。