[发明专利]磁场作用下激光诱导等离子体辅助电火花复合加工装置及方法

权利要求书

1.一种磁场作用下激光诱导等离子体辅助电火花复合加工装置，其特征在于，其包括电火花加工单元、激光诱导等离子体加工单元以及磁场单元，电火花加工单元、激光诱导等离子体加工单元以及磁场单元有机组装成一体，其中，

电火花加工单元包括用于控制工件按照预期移动的五自由度精密平台和中空电极，所述五自由度精密平台用于实现工件沿X轴、Y轴、Z轴直线移动，以及实现工件沿X轴、Y轴旋转，所述中空电极用于与工件形成电火花放电的两极，以进行电火花加工，

激光诱导等离子体加工单元包括超短脉冲激光器和光路转换组件，光路转换组件用于将超短脉冲激光器发出的脉冲激光传导至中空电极处，并经中空电极出射至工件上，进而在工件表面诱导产生等离子体，以能进行激光诱导等离子体加工，

磁场单元包括多对电磁铁，多对电磁铁环绕在工件周围形成复合磁场，多对电磁铁相对中空电极的位置远近能够调节，以用于保证在加工的整个过程中，电火花加工处的磁场参数始终稳定一致。

2.如权利要求1所述的一种磁场作用下激光诱导等离子体辅助电火花复合加工装置，其特征在于，整个中空电极分为两段，为两段同心但直径不同的圆筒连接形成的整体，材质为电的良导体，两段分别为直径较大的中空电极大径段和直径较小的中空电极小径段，

中空电极大径段用于设置光路转换组件中的光学元器件，以用于将超短脉冲激光聚焦后经中空电极小径段出射至工件上，

中空电极小径段用于作为电火花加工的工具电极，其能围绕Z轴旋转，其与工件相距间隔，以形成电火花放电。

3.如权利要求2所述的一种磁场作用下激光诱导等离子体辅助电火花复合加工装置，其特征在于，所述光路转换组件包括反射镜、扩束镜和聚焦透镜，

所述反射镜具有多个，设置在电火花加工单元上，用于将超短脉冲激光器发射的激光按照预期的反射角度进行反射，从而改变光路传输方向，最终使脉冲激光到达中空电极处，

所述扩束镜具有多个，设置在电火花加工单元上，用于对脉冲激光进行扩束，从而增大了激光束的直径，有助于激光束的传播，

所述聚焦透镜设置在中空电极大径段内壁中，以用于将超短脉冲激光聚焦后经中空电极小径段出射至工件上。

4.如权利要求3所述的一种磁场作用下激光诱导等离子体辅助电火花复合加工装置，其特征在于，整个中空电极材料为铜，电极上半部分为中空电极大径段，中空的圆筒外径为30mm～100mm，内径为10mm～20mm，

电极的下半部分为中空电极小径段，是外径为0.5mm～1mm、内径为0.1mm～0.3mm的中空圆筒，该中空电极小径段与工件的表面形成电火花加工的两极。

5.如权利要求4所述的一种磁场作用下激光诱导等离子体辅助电火花复合加工装置，其特征在于，在中空电极大径段内壁上设有凹槽，用来对聚焦透镜进行定位，聚焦透镜能沿滑槽运动，以此改变焦点的位置，使得焦点的位置处于被加工物体的表面，或者

在聚焦透镜的下面再安装两个聚焦透镜，用于增强光束的汇聚性并增大焦点可以移动的范围，使得焦点的位置向上提升并得到更小更亮的光斑。

6.如权利要求1-5之一所述的一种磁场作用下激光诱导等离子体辅助电火花复合加工装置，其特征在于，多对电磁铁的磁场方向均与五自由度精密平台的台面平行，多对电磁铁连接有直流励磁电源，用于通过调节直流励磁电源从而调节电磁铁的电流和电压大小，进而实现电磁铁之间的磁场强度发生变化，

同时，多对电磁铁均设置在电磁铁导轨上，用于通过沿电磁铁导轨调节每对电磁铁磁极之间的距离使得磁场的强度发生改变。