[发明专利]一种大曲率曲面激光加工成型方法

权利要求书

1.一种大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.根据待加工刀具形状尺寸以及最终刀具形貌和精度需求，编写激光加工程序,对激光加工路径进行模拟；

S2.将待加工刀具装夹到激光机床上的中心转台，并采用探针对待加工刀具进行定位；

S3.启动激光加工程序，通过激光振镜模块光学轴与机床机械运动轴间五轴联动的方式，进行刀具三维大曲率曲线一次激光加工成型；

S4.根据步骤S1中的激光加工程序中的激光加工路径，重复步骤S3，进行刀具大曲率曲面激光加工，表面粗糙度Ra0.02-0.5μm，加工精度1-15μm；

S5.根据刀具形状设计，重复步骤S3和S4，对刀具不同部位的大曲率曲面进行激光加工。

2.根据权利要求1所述的大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，S1中所述激光为纳秒激光、皮秒激光或者飞秒激光中的任一种。

3.根据权利要求1所述的大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，S1中所述刀具材料包括硬质合金刀具、陶瓷刀具、涂层刀具和超硬材料刀具中的任一种。

4.根据权利要求1所述的大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，S2中所述激光机床具有五个机械运动轴，包括具有X、Y和Z直线轴，以及中心转台的A旋转轴和C旋转轴，X、Y和Z直线轴的移动范围分别为800，500和600mm， 所述A旋转轴旋转角度范围为±140°,所述A旋转轴旋转角度范围为0-360°。

5.根据权利要求1所述的大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，S3中所述振镜模块具有三维直线光学轴U、V、W，移动范围分别为50，50和15mm。

6.根据权利要求5所述的大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，S3中所述的五轴联动中的五轴是由光学轴U、V、W中的任意2-3轴与机械运动轴X、Y、Z、A和C轴中的任意2-3轴组合形成的。

7.根据权利要求5所述的大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，S3中所述的五轴联动需分别对光学轴联动和机械轴联动进行控制，并通过路径预设辅助，进行光学轴和机械轴的控制切换。

8.根据权利要求7所述的大曲率曲面激光加工成型方法，其特征在于，S3中所述的五轴联动需通过空间坐标矩阵迭加计算累积误差，控制光学轴与机械轴坐标系位于同一参考基准。