[发明专利]一种激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法及其装置

摘要

本发明公开一种激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法及其装置，根据待加工材料的可氧化特性，通过低功率激光器加热待加工区域材料，通以辅助性氧化气体作为氧化剂，利用激光产生的瞬间高温使待加工区域材料与氧化剂发生快速可控的氧化反应，通过调节激光和氧化剂参数控制氧化反应的速率、氧化物的微观组织和结构，使待加工工件表面形成氧化层，进而改变材料的微细铣削去除机制，降低切削载荷，随后利用微铣刀快速地去除该氧化层以及少量的亚表层材料，形成高精度的已加工表面。本发明可以获得较高的加工效率和较好的表面完整性，工艺可控性高。利用本发明所提出的加工方法能够实现钛合金、硬质合金等难加工材料的高深宽比微结构的高效、高质量加工。

主权项

一种激光诱导氧化辅助微细铣削加工方法，其特征在于：如下步骤步骤一，工件的预处理，将工件打磨，随后用抛光剂抛光，然后在无水乙醇溶液中超声清洗，去除工件表面的杂质及有机物污渍；步骤二，根据工件表面待加工区域材料的氧化特性，通过激光器加热待加工区域材料，并通以辅助性氧化气体作为氧化剂，利用激光产生的瞬间高温使待加工区域材料与氧化剂发生快速可控的氧化反应，通过调节激光和氧化剂参数控制氧化反应的速率、氧化物的微观组织和结构，使待加工的工件表面形成氧化层，在氧化层下方形成亚表层，随后根据氧化层和亚表层的微观结构和厚度制定相应的微细铣削工艺方案；步骤三，将工件固定在工作台上，打开主轴，调节微铣刀与工件表面的相对位置，使刀尖与待加工表面处于同一水平位置，实现对刀，打开激光器，调节激光器镜头与工件表面的相对位置，使激光光斑聚焦在待加工表面上，实现激光器焦距的调节；步骤四，打开喷气管阀门，设定激光功率、频率和氧化气体流量的参数，设定相应的走刀路径和切削参数，进行激光诱导氧化辅助微细铣削加工，加工出高深宽比的微结构；步骤五，关闭激光器和喷气管阀门，退刀，关闭主轴。