[发明专利]一种超硬耐磨材料用激光研磨机及其工艺

说明书

本发明提供了一种超硬耐磨材料用激光研磨机及其工艺，包括机架、X轴位移单元、Y轴移动单元和Z轴移动单元，Z轴移动单元上设有在线测量系统和激光发生器，Y轴移动单元设于安装台面右侧的工作台上，X轴位移单元设于Y轴移动单元的上方，Y轴移动单元上方可拆卸设有载物台，载物台设有预热装置，工作台下方设有刻度盘。通过在线测量系统，在对工件进行加工过程中同时能对加工的工件进行检测和测量，有效的提高了超硬耐磨材料用激光研磨机加工的效率和精度，便于对工件质量的提高，降低了人工检测和测量的工作量，同时通过在线测量系统，能准确的控制激光发生器对工件研磨时的力度和加工的速度，更加智能化。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是一种超硬耐磨材料用激光研磨机及其工艺。

背景技术

随着现代加工制造业对高速切削加工的要求不断提高，对于各种难切削复合材料、工程陶瓷材料等，传统刀具已不能满足高速切削的需要，而超硬切削刀具是解决以上问题的有效手段，其中，金刚石刀具的应用较为广泛。金刚石具有极高的硬度、良好的耐磨性和导热性、低摩擦系数和热膨胀系数，在现代切削加工中体现出难以替代的优越性，被誉为当代提高生产率最有希望的刀具材料之一。目前，金刚石刀具在机械加工中的应用日渐普及，已成为现代材料加工中不可或缺的重要工具。

在有些切割方式采用扫描振镜进行激光切割，但是扫描振镜的速度最高也就是到每秒几米，耗时也较长，而且扫描切割的方式无法切割较厚的材料。CN108406097A公开了一种适用于加工超硬材料的激光加工装置及加工方法。装置包括多面体聚焦单元、旋转单元和焦点调节单元，多面体聚焦单元用于使入射激光在材料表面上聚焦成焦点，旋转单元通过驱动多面体聚焦单元的至少一部分旋转从而使焦点在材料表面往复运动，焦点调节单元用于调节多面体聚焦单元以改变焦点在材料表面的厚度方向上的位置。大部分的激光用于对工件的切割，然而采用激光对工件进行研磨却相对较少，对超硬耐磨材料工件采用传统的加工方法，其加工效率低，同时加工精度差，次品率较高，严重的影响产品的质量，达不到生产的需求。

发明内容

本发明的目的是，克服现有技术的上述不足，而提供一种方便控制、便于对超硬材料进行研磨和高精度的一种超硬耐磨材料用激光研磨机及其工艺。

本发明的技术方案是：一种超硬耐磨材料用激光研磨机及其工艺，包括机架、X轴位移单元、Y轴移动单元和Z轴移动单元，机架上设有安装台面，X轴位移单元、Y轴移动单元和Z轴移动单元运动方向两两垂直并设于安装台面上，Z轴移动单元位于安装台面的左侧，Z轴移动单元上设有在线测量系统和激光发生器，Y轴移动单元设于安装台面右侧的工作台上，X轴位移单元设于Y轴移动单元的上方，Y轴移动单元上方可拆卸设有载物台，载物台设有预热装置，工作台下方设有刻度盘。

进一步，所述Z轴移动单元还包括第一驱动电机、Z轴和盖板，Z轴受第一驱动电机的驱动上下移动，Z轴内设有开口向上的凹型槽，凹型槽内设有激光发生器，凹形槽上方设有盖板，Z轴的右端设有光学旋转电机，用于调整激光发生器发出的激光束的折射方向，旋转电机的上设有在线测量系统。

进一步，所述在线测量系统包括高灵敏度探测头和探针，探针设于探测头的下方，探针相对探测头上下伸缩移动，探测头同旋转电机运动；所述激光发生器的功率为40—80W，频率为50—100KHz，脉冲宽度为80—160us，波长为600—1400nm。

进一步，所述工作台与Z轴移动单元之间设有隔板，隔板中间设有通孔，Z轴穿过通孔与第一驱动电机连接，X轴位移单元和Y轴移动单元分别受第二驱动电机和第三驱动电机的驱动。

进一步，所述安装台面左侧设有PLC显示触控屏，Z轴移动单元、X轴位移单元、Y轴移动单元、在线测量系统和激光发生器均受PLC触控显示屏的控制。

进一步，所述安装台面为石英台面，石英台面上设有安装孔，用于固定安装工作台，石英台面与工作台之间设有刻度盘，用于矫正X轴位移单元、Y轴移动单元和矫正检测载物台的移动准确性。