[发明专利]一种深孔相贯面加工毛刺的激光去除装置及其方法

说明书

本发明公开了一种深孔相贯面毛刺的激光去除装置及其方法，利用高温球形块/硅油与激光冲击波压力形成的热力耦合效应导致相贯面毛刺韧性断裂，避免毛刺脆性断裂导致的相贯面损伤，进而实现深孔相贯面毛刺的高效率、高精度去除。同时公开了一种深孔相贯面毛刺的激光去除装置，包括纳秒激光、耐高温硅油、球形块、套筒I/Ⅱ、电热体、螺母、输送杆以及中心孔、温度控制器，具有结构简单、操作容易、成本低廉以及绿色环保等优点。

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，特指一种利用高温球形块/硅油与激光冲击波压力诱导的热力耦合作用实现深孔相贯面毛刺韧性断裂进而高效率、高精度去除的装置，具体涉及一种深孔相贯面加工毛刺的激光去除装置及其方法。

技术背景

为实现零件的冷却或润滑等功能，汽车、摩托车中诸多零件上加工有相互贯通的深孔，但深孔交叉连接的相贯面处普遍残留有加工毛刺，这降低了深孔中介质输送的平稳性，同时毛刺脱落容易造成深孔堵塞或零件磨损。

目前，去除孔内毛刺的常用方法包括：刀具去除法、高压冲洗法、热能去毛刺法等。例如，申请号为201811593370.5的发明专利公开了一种自动去内孔毛刺机构，包括钻头和去毛刺刀具，钻头的一侧设有固定销，去毛刺刀具通过固定销设置于钻头上，实现钻头对工件钻孔同时对所钻孔自动去毛刺，减少了加工工序，提高了加工效率。但是，该机构具有以下缺点：(1)该钻头的结构复杂，体积难以缩小，无法去除微细孔中的毛刺；(2)采用刀具去除深孔相贯面毛刺时，难以保证去除所有毛刺，并且容易带来新毛刺，去毛刺质量较低。申请号为201711230000.0的发明专利公开了一种热能去毛刺方法，采用不锈钢夹具将需去毛刺的零件夹紧后放在密封工作室内，然后充入一定量包含可燃气体和氧气的混合气体，通过火花塞点火，使混合气体瞬间燃烧反应，放出大量的热，使毛刺在高温、高压和高速的作用下自燃，达到去毛刺的目的。该方法具有以下缺点：(1)零件表面在高温以及氧气环境中容易快速氧化，造成零件表面色泽与力学性能发生改变；(2)氧气与可燃气体燃烧后的废气容易造成空气污染。申请号为201711235377.5的发明专利公开了一种交叉孔去毛刺装置，包括高压水泵、喷嘴和柔性的喷管，喷嘴内设有柱塞，柱塞与喷嘴同轴，柱塞内沿柱塞的轴线方向设有螺旋形的过水孔，过水孔两端贯穿柱塞两端，可以利用高压水冲洗交叉孔去毛刺，并避免出现返渣现象。但是，毛刺在常温下强度与断裂韧性都较高，高压气体难以去除高强度毛刺，因此该方法的毛刺去除质量较低。

作为一种先进的加工手段，激光技术已经在机械制造的各个领域得以广泛应用。申请号为201710102109.X的发明专利公开了一种激光去毛刺方法及设备，根据待去毛刺加工的工件的三维图像获取工件上需去毛刺部位的轮廓图形，进而获取激光束扫描加工时的多个扫描路径；然后再根据扫描路径在工件上的位置，对工件进行多次定位，依次进行激光扫描去毛刺处理，能够有效地提高激光去毛刺加工的效率。该方法主要利用激光诱导的热作用将零件表面加工毛刺烧蚀，实现去毛刺，但该方法过程中零件承受的热效应严重，容易造成零件变形，不适用于微细孔等几何要素的去毛刺工序。申请号为200610096475.0的发明专利公开了一种基于激光冲击波技术的去除切削毛刺的方法和装置，利用激光诱导的高幅冲击波压力去除切削毛刺，但是该方法在常温下通过力效应使毛刺断裂、崩碎，容易造成毛刺断裂区域产生裂纹、划痕等脆性损伤，最终导致零件使用寿命降低。

本发明提供一种深孔相贯面加工毛刺的激光去除装置，利用高温球形块/硅油与激光冲击波压力形成的热力耦合效应导致相贯面毛刺韧性断裂，实现深孔相贯面毛刺的高效率、高精度去除，同时避免了毛刺脆性断裂导致的相贯面损伤。经过对国内外文献进行检索，未见利用高温球形块/硅油与激光冲击波压力形成的热力耦合效应去除深孔相贯面毛刺的相关报道，本发明为首次提出该装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有深孔相贯面加工去毛刺技术的不足，提供“一种深孔相贯面加工毛刺的激光去除装置及其方法”，本装置结构设计合理简单、成本低廉，操作方便，利用高温球形块/硅油与激光冲击波压力形成的热力耦合效应导致相贯面毛刺韧性断裂，实现深孔相贯面毛刺的高效率、高精度去除。