CN110605642B - 一种激光辅助磨削装置及磨削方法 - Google Patents

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Abstract

一种激光辅助磨削装置及磨削方法，属于精密磨削技术领域，包括激光器、激光焦距调节滑台、角度调节台、激光辅助装置固定板、激光控制器、砂轮、修整器、激光焦点对焦仪以及装置主体。本发明通过改变砂轮轮廓提供一种新的磨削方法，通过砂轮缝隙使激光导入磨削区域，利用粗磨削产生材料的弹性变形，来进行激光辅助精磨削，粗磨削和精磨削可同步进行，激光辅助即可软化材料，易于精磨削，而且该方法的激光辅助磨削不限制磨削轨迹路径，可提高加工质量及加工效率。

Description

一种激光辅助磨削装置及磨削方法
技术领域
本发明属于精密磨削技术领域，特别是涉及到一种用于金属及难加工材料的激光辅助磨削装置及方法。
背景技术
对于磨削金属材料或者超硬难加工材料，磨削时温度很高，甚至出现堵塞砂眼导致砂轮及工件严重损坏现象，危害人身安全。因此，解决高精度磨削技术至关重要。现有的主要技术是选择砂轮型号及合理的磨削参数来磨削加工，而这些方法并不能完全解决问题。因此，突破常规理念设计、开辟新的加工方法、寻找到一个稳定可靠地技术迫在眉睫。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种激光辅助磨削装置及磨削方法，可解决难加工金属材料磨削时损害砂轮和工件加工精度问题，提高加工质量及生产效率，保护工人自身安全及稳定生产。
一种激光辅助磨削装置，其特征是：包括激光器、激光焦距调节滑台、角度调节台、激光辅助装置固定板、激光控制器、砂轮、修整器、激光焦点对焦仪以及装置主体，所述装置主体截面为阶梯型，所述激光辅助装置固定板设置在装置主体的竖向阶梯面上；所述角度调节台固定设置在激光辅助装置固定板上；所述激光焦距调节滑台固定设置在角度调节台上；所述激光器固定设置在激光焦距调节滑台上；所述激光控制器通过导线与激光器连接；所述砂轮为凹槽砂轮或阵列凹槽砂轮，设置在装置主体的竖向阶梯面上，所述修整器用于修整砂轮；所述激光焦点对焦仪设置在磁力工作台上，用于砂轮与焦点的同步标定。
所述砂轮的凹槽位于砂轮的外轮缘上。
所述砂轮的顶部和两侧设置有防护罩。
所述激光器上设置有螺纹孔。
所述激光焦距调节滑台上设置有沉头孔。
所述角度调节台上设置有螺纹孔和通孔。
所述激光辅助装置固定板上设置有阵列螺纹孔。
一种激光辅助磨削方法，其特征是：应用所述的一种激光辅助磨削装置，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、安装砂轮，并通过修整器修整，通过砂轮对工件的方法将修正后的砂轮在激光焦点对焦仪上进行接触；
步骤二、调节角度调节台进行激光光斑位置调整，将光斑位置置于砂轮凹型缝隙正下方；
步骤三、调节激光焦距调节滑台进行聚焦，通过激光控制器调节激光功率后开启激光；
步骤四、砂轮对工件，机床执行加工程序，完成工件磨削后结束加工程序，关闭激光；
至此，一种激光辅助磨削方法完成。
通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：一种激光辅助磨削装置及磨削方法，通过改变砂轮轮廓提供一种新的磨削方法，通过砂轮缝隙使激光导入磨削区域，利用粗磨削产生材料的弹性变形，来进行激光辅助精磨削，粗磨削和精磨削可同步进行，激光辅助即可软化材料，易于精磨削，而且该方法的激光辅助磨削不限制磨削轨迹路径，可提高加工质量及加工效率。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的说明：
图1为本发明一种激光辅助磨削装置结构示意图。
图2为本发明一种激光辅助磨削装置激光器结构示意图。
图3为本发明一种激光辅助磨削装置激光焦距调节滑台结构示意图。
图4为本发明一种激光辅助磨削装置角度调节台结构示意图。
图5为本发明一种激光辅助磨削装置砂轮结构示意图。
图6为本发明一种激光辅助磨削方法激光焦点对焦原理示意图。
图7为本发明一种激光辅助磨削方法激光辅助加工原理示意图。
图中1-激光器、2-激光焦距调节滑台、3-角度调节台、4-激光辅助装置固定板、5-激光控制器、6-砂轮、7-修整器、8-激光焦点对焦仪、9-装置主体、10-激光束、11-待磨削区、12-完成磨削区、13-精磨削区、14-弹性变形区。
具体实施方式
一种激光辅助磨削装置，如图1～图5所示，包括激光器1、激光焦距调节滑台2、角度调节台3、激光辅助装置固定板4、激光控制器5、砂轮6、修整器7、激光焦点对焦仪8以及装置主体9，所述装置主体9截面为阶梯型，所述激光辅助装置固定板4设置在装置主体9的竖向阶梯面上；所述角度调节台3固定设置在激光辅助装置固定板4上；所述激光焦距调节滑台2固定设置在角度调节台3上；所述激光器1固定设置在激光焦距调节滑台2上；所述激光控制器5通过导线与激光器1连接；所述砂轮6为凹槽砂轮或阵列凹槽砂轮，设置在装置主体9的竖向阶梯面上，所述修整器7用于修整砂轮6；所述激光焦点对焦仪8设置在磁力工作台上，用于砂轮与焦点的同步标定。
所述砂轮6的凹槽位于砂轮的外轮缘上。
所述砂轮6的顶部和两侧设置有防护罩。
所述激光器1上设置有螺纹孔，用于辅助精磨软化材料。
所述激光焦距调节滑台2上设置有沉头孔，用于固定激光器1，调节焦距和标定焦点同步磨削。
所述角度调节台3上设置有螺纹孔和通孔，用于固定激光焦距调节滑台2。
所述激光辅助装置固定板4上设置有阵列螺纹孔，用于固定角度调节台3。
一种激光辅助磨削方法，如图6和图7所示，应用所述的一种激光辅助磨削装置，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、安装砂轮6，并通过修整器7修整，通过砂轮6对工件的方法将修正后的砂轮6在激光焦点对焦仪8上进行接触；
步骤二、调节角度调节台3进行激光光斑位置调整，将光斑位置置于砂轮6凹型缝隙正下方；
步骤三、调节激光焦距调节滑台2进行聚焦，通过激光控制器5调节激光功率后开启激光，如图6所示，为对焦后激光束11位置；
步骤四、砂轮6对工件，如图7所示，砂轮6凹陷处对应工件弹性变形区14，砂轮6一侧为完成磨削区12，另一侧为待磨削区11，下部为精磨削区13，机床执行加工程序，完成工件磨削后结束加工程序，关闭激光；
至此，一种激光辅助磨削方法完成。

Claims (1)

1.一种激光辅助磨削方法，采用激光辅助磨削装置，包括激光器（1）、激光焦距调节滑台（2）、角度调节台（3）、激光辅助装置固定板（4）、激光控制器（5）、砂轮（6）、修整器（7）、激光焦点对焦仪（8）以及装置主体（9），所述装置主体（9）截面为阶梯型，所述激光辅助装置固定板（4）设置在装置主体（9）的竖向阶梯面上；所述角度调节台（3）固定设置在激光辅助装置固定板（4）上；所述激光焦距调节滑台（2）固定设置在角度调节台（3）上；所述激光器（1）固定设置在激光焦距调节滑台（2）上；所述激光控制器（5）通过导线与激光器（1）连接；所述砂轮（6）为凹槽砂轮，设置在装置主体（9）的竖向阶梯面上，所述修整器（7）用于修整砂轮（6）；所述激光焦点对焦仪（8）设置在磁力工作台上，用于砂轮与焦点的同步标定；
所述砂轮（6）的凹槽位于砂轮的外轮缘上；
所述砂轮（6）的顶部和两侧设置有防护罩；
所述激光器（1）上设置有螺纹孔；
所述激光焦距调节滑台（2）上设置有沉头孔；
所述角度调节台（3）上设置有螺纹孔和通孔；
所述激光辅助装置固定板（4）上设置有阵列螺纹孔；
其特征是：采用该激光辅助磨削装置的方法，包括以下步骤，且以下步骤顺次进行，
步骤一、安装砂轮（6），并通过修整器（7）修整，通过砂轮（6）对工件的方法将修正后的砂轮（6）在激光焦点对焦仪（8）上进行接触；
步骤二、调节角度调节台（3）进行激光光斑位置调整，将光斑位置置于砂轮（6）凹型缝隙正下方；
步骤三、调节激光焦距调节滑台（2）进行聚焦，通过激光控制器（5）调节激光功率后开启激光；
步骤四、砂轮（6）对工件，机床执行加工程序，完成工件磨削后结束加工程序，关闭激光；
至此，一种激光辅助磨削方法完成。
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