[发明专利]一种用于加工中心的激光辅助钻削装置及其操作方法

权利要求书

1.一种用于加工中心的激光辅助钻削装置的操作方法，采用一种用于加工中心的激光辅助钻削装置，包括固定转接支架(1)、气动中空变速器(2)、夹持刀柄(3)、中空钻头(4)和激光加工单元(5)，所述固定转接支架(1)包括激光装置支架(6)和中空变速气动主轴装置支架(7)；

所述激光加工单元(5)包括光纤激光器(8)和聚透镜(9)；所述光纤激光器(8)固定安装在激光装置支架(6)的内部上端，光纤激光器(8)的激光输出端朝向激光装置支架(6)的下端；所述聚透镜(9)固定安装在激光装置支架(6)的内部下端，聚透镜(9)与光纤激光器(8)之间设置有激光传输通路；

所述气动中空变速器(2)包括变速传动机构和刀具夹持结构(10)；所述变速传动机构固定安装在中空变速气动主轴装置支架(7)的内部上端，变速传动机构的变速主轴与刀具夹持结构(10)连接；所述刀具夹持结构(10)与中空变速气动主轴装置支架(7)的下部连接；

所述夹持刀柄(3)固定安装在中空变速气动主轴装置支架(7)的上部；所述中空钻头(4)与刀具夹持结构(10)连接；

所述激光加工单元(5)的激光轴和气动中空变速器(2)的主轴中心轴两轴之间的平面与加工中心的机床XY轴平面平行；

所述固定转接支架(1)中激光轴和主轴中心轴平面平行度精度为1μm～2μm；

所述气动中空变速器(2)中设置有导通气路，气动中空变速器(2)的气体输入口与气源及调速控制器连接；

所述光纤激光器(8)的输入端通过光纤与光纤激光功率控制器连接；

所述中空钻头(4)中设置有中空气路孔；

其特征是：包括以下步骤，并且以下步骤顺次进行，

步骤一、将中空钻头(4)通过刀具夹持结构(10)夹持在气动中空变速器(2)；

步骤二、将激光辅助钻削装置夹持在加工中心主轴上；

步骤三、调节固定转接支架(1)中激光轴和主轴中心轴平面使其与机床XY轴平面平行，将加工中心自身电主轴锁死；

步骤四、利用对刀仪将激光辅助钻削装置上的钻头进行刀具对刀；

步骤五、调整聚透镜(9)与待加工工件表面的距离L，使激光聚焦在待加工工件表面，调整激光功率，使工件的激光加工深度小于钻头切削深度，所述激光加工深度等于激光焦点到刀具端面的距离d；

步骤六、打开气源及调速控制器，通过气动中空变速器(2)的气路排放激光加工产生的粉尘，同时防止粉尘污染聚透镜(9)；

步骤七、激光辅助钻削方式为啄钻，每个孔的加工顺序均为激光加工和钻削反复进行，设定每一层激光加工的开启和关闭的时间，

激光加工软化硬质合金材料，每一层激光加工深度均为a_p，激光加工的直径范围小于直径D的2/3；

切换钻削加工方式，激光加工完成后与钻削加工时间间隔小于1秒，每一层钻削深度大于5/4a_p；

步骤八、加工路径至最后一层关闭激光源，停止激光辅助加工，以钻削方式结束。