[发明专利]一种旋转磁场与超声振动辅助的激光加工装置

说明书

本发明公开了一种旋转磁场与超声振动辅助的激光加工装置，由机架、激光加工装置、超声振动装置、工件装夹装置、旋转磁场装置、控制器组成。超声振动装置可通过介质实现多自由度振动，能极大的减小激光加工过程中存在的重铸层、氧化物、微裂纹等缺陷；工件装夹装置可实现工件的反转，可实现尺寸较厚工件的激光加工，减小激光加工时产生的锥度；旋转磁场装置采用旋转磁极，可加速激光加工过程中等离子的排出，提高工件的加工质量。本发明具有工作可靠、加工质量高、适用性强、可实现角孔加工等众多优点。

技术领域

本发明属于激光加工领域，特别涉及一种旋转磁场与超声振动辅助的激光加工装置。

背景技术

随着科学技术的发展，航空航天、国防军工等领域对于高性能复合材料的需求不断增大，但由于其高硬度、高脆性等特点，传统加工中存在刀具磨损、加工精度较差等问题，激光加工以非接触无刀具磨损而被用于高性能复合材料的加工上，然而对于厚尺寸材料，采用激光加工会出现重铸层、锥度、熔融飞溅、氧化物等缺陷，因此急需一种激光加工装置来解决高性能复合材料加工时出现的各种问题。

近年来，已有一些研究人员对双面激光加工进行了研究，如专利(201910376596.8)提出了一种双面激光加工的方法，通过分光镜将一束激光分为两束激光，同时对工件的两面进行加工，或将工件旋转180°，虽然一定程度上减小了孔的锥度，但加工孔的同轴度难以保证，且孔内产生的等离子体、熔融物及蒸汽等减弱激光加工效率的物体难以排出，从而较难保证加工质量的稳定性。

为了实现对材料的双面加工，解决锥度、重铸层、氧化物、等离子体、加工质量低、加工效率低等问题，因此有必要设计一种旋转磁场与超声振动辅助的激光加工装置，采用工件反转、三自由度超声振动，以解决锥度、重铸层、热影响区、等离子体、微裂纹、加工效率低等缺陷，采用旋转磁场，减小加工过程中等离子体对激光的影响，以提高加工质量。

发明内容

本发明的目的旨在解决目前尺寸较厚工件激光加工时所出现的锥度、重铸层、等离子体等加工缺陷，即提供一种工作可靠、功能多样化、加工效率高、工件加工质量好的一种旋转磁场与超声振动辅助的激光加工装置。

本发明所要解决的问题通过以下技术方案实现：一种旋转磁场与超声振动辅助的激光加工装置，包括机架、激光加工装置、超声振动装置、工件装夹装置、旋转磁场装置、控制器，所述的机架包括底座、第一支架、第二支架、第三支架、安装架、水箱挡板、水箱，所述的第一支架安装在底座上，所述的第二支架安装在底座上，所述的第三支架安装在底座上，所述的安装架有两个，安装在底座上，所述的水箱挡板安装在安装架上，所述的水箱安装在水箱挡板上，所述的激光加工装置安装在底座上，所述的超声振动装置安装在机架上，所述的工件装夹装置安装在机架上，所述的旋转磁场装置安装在底座上，所述的控制器安装在底座上。