CN114473216A - 激光磨削加工装置及磨削加工的方法、陶瓷件和壳体组件 - Google Patents

Abstract

本申请提供了激光磨削加工装置及磨削加工的方法、陶瓷件和壳体组件。激光磨削加工装置包括：载物台用于放置待加工件；激光发射源发出的激光入射至激光加工系统，激光照射在待加工件的表面上形成反应层，反应层的硬度小于待加工件的硬度；框架；磨削组件设置在框架上，用于磨削去除反应层。反应层的硬度小于待加工件，可以减小磨削组件的去除力度，进而避免在磨削加工的过程中待加工件的非加工区域产生裂纹的风险，提高待加工件经过磨削加工后的表面质量，加快磨削速率，提高反应层的去除效率，延长磨头或钻具的使用寿命。

Description

激光磨削加工装置及磨削加工的方法、陶瓷件和壳体组件

技术领域

本申请涉及材料加工技术领域，具体的，涉及激光磨削加工装置以及利用其磨削加工的方法、陶瓷件和壳体组件。

背景技术

陶瓷材料具有优越的硬度、强度、绝缘性、热传导性能，被用于制作手机后盖。目前，行业内陶瓷材料的加工方法主要是磨削加工，即利用硬度高的砂轮或磨棒对陶瓷材料进行加工。由于陶瓷材料呈现脆性且硬度较高，导致刀具磨损较快。为了获取较好的加工表面，磨削加工应尽量减小裂纹产生，所以磨削加工单位时间去除材料体积较小，材料去除率较低。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种激光磨削加工装置，利用该激光磨削加工装置可以高效的磨削陶瓷等待加工件，且不易产生裂纹。

在本申请的一方面，本申请提供了一种激光磨削加工装置。根据本申请的实施例，该激光磨削加工装置包括：载物台，所述载物台用于放置待加工件；激光发射源；激光加工系统，所述激光发射源发出的激光入射至所述激光加工系统，所述激光加工系统发出的激光照射在所述待加工件的表面的预定区域上，并在所述预定区域形成预定厚度的反应层，所述反应层的硬度小于所述待加工件的硬度；框架；磨削组件，所述磨削组件设置在所述框架上，用于磨削去除所述反应层。由此，通过激光照射在待加工件的预定区域，使得预定区域的待加工件在激光的作用下与空气中的氧气、氮气等气体发生反应生成预定厚度的反应层，然后通过磨削组件将反应层磨削去除，进而实现对待加工件的磨削加工，由于反应层的硬度小于待加工件，相比直接磨削待加工件，可以减小磨削组件的去除力度(比如减小功率等)，进而避免在磨削加工的过程中待加工件的非加工区域产生裂纹的风险，提高待加工件经过磨削加工后的表面质量，而且由于反应层的硬度较低，可以加快磨削速率，提高反应层的去除效率；还有，由于反应层的硬度较低，磨削组件的磨头或钻具不会磨损太快，进而延长磨头或钻具的使用寿命。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种利用前面所述的激光磨削加工装置磨削加工的方法。根据本申请的实施例，利用前面所述的激光磨削加工装置磨削加工的方法包括：将待加工件放置固定在载物台上；打开激光发射源，并设定激光发射源的工作参数，所述工作参数包括脉冲频率f，激光面积s，光斑宽度w，光斑长度l，纵向重叠长度y，纵向光斑间距Y，激光扫描速度v，横向重叠长度x和横向光斑间距X；使得所述激光发射源发出的激光经过激光加工系统处理后照射在所述待加工件的预定区域，以便形成预定厚度的反应层，且所述反应层的硬度小于所述待加工件的硬度；打开磨削组件，磨削去除所述反应层。由此，在上述磨削加工方法中，通过激光照射在待加工件的预定区域，使得预定区域的待加工件在激光的作用下与空气中的氧气、氮气等气体发生反应生成预定厚度的反应层，然后通过磨削组件将反应层磨削去除，进而实现对待加工件的磨削加工，由于反应层的硬度小于待加工件，相比直接磨削待加工件，可以减小磨削组件的去除力度(比如减小功率等)，进而避免在磨削加工的过程中待加工件的非加工区域产生裂纹的风险，提高待加工件经过磨削加工后的表面质量，而且由于反应层的硬度较低，可以加快磨削速率，提高反应层的去除效率；还有，有反应层的硬度较低，磨削组件的磨头或钻具不会磨损太快，进而延长磨头或钻具的使用寿命；另外，待加工件放置在载物台上，通过移动工作台的移动、载物台沿第二方向的滑动以及磨削组件沿第三方向的滑动，来调整待加工件的预定区域的具体位置，使得激光可以准确的照射在预定区域，在指定的区域反应生产反应层，如此可以大大的提高磨削位置的精度；还有，上述方法简单易操作，便于控制和管理。

在本申请的又一方面，本申请提供了一种陶瓷件。根据本申请的实施例，所述陶瓷件是通过前面所述的激光磨削加工装置以及前面所述的磨削加工的方法加工得到的。由此，该陶瓷件的表面质量较佳，裂纹极少或没有裂痕，可以大大提高陶瓷件的整体性能。

在本申请的又一方面，本申请提供了一种壳体组件。根据本申请的实施例，该壳体组件的至少一部分是由前面所述的陶瓷件构成的。由此，该壳体组件具有良好的使用性能。本领域技术人员可以理解，该壳体组件具有前面所述的陶瓷件的所有特征和优点，在此不再过多的赘述。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请一个实施例中激光磨削加工装置的结构示意图；

图2是本申请另一个实施例中激光加工系统的结构示意图；

图3a是本申请另一个实施例中激光经菲涅尔透镜16聚焦的光束能量呈现高斯分布示意图；

图3b是本申请另一个实施例中激光能量密度呈现M型分布示意图；

图3c是本申请另一个实施例中激光能量密度的分布示意图；

图4是本申请又一个实施例中激光扫描时激光横向重叠和激光纵向重叠示意图；

图5是本申请又一个实施例中反应层的截面扫描电镜图；

图6是图5中反应层的表面形貌示意图；

图7是本申请又一个实施例中电子设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本申请的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本申请，而不应视为限定本申请的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

下面参考具体实施例，对本申请进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本申请。

在本申请的一方面，本申请提供了一种激光磨削加工装置。根据本申请的实施例，参照图1，该激光磨削加工装置包括：载物台9，所述载物台9用于放置待加工件10；激光发射源2；激光加工系统3，所述激光发射源2发出的激光入射至所述激光加工系统3，所述激光加工系统3发出的激光5照射在所述待加工件10的表面的预定区域上，并在所述预定区域形成预定厚度的反应层8，所述反应层8的硬度小于所述待加工件10的硬度；框架1；磨削组件，所述磨削组件设置在所述框架1上，用于磨削去除所述反应层8。由此，通过激光5照射在待加工件10的预定区域，使得预定区域的待加工件10在激光5的作用下与空气中的氧气、氮气等气体发生反应生成预定厚度的反应层8，然后通过磨削组件将反应层8磨削去除，进而实现对待加工件的磨削加工，由于反应层的硬度小于待加工件，相比直接磨削待加工件，可以减小磨削组件的去除力度(比如减小功率等)，进而避免在磨削加工的过程中待加工件的非加工区域产生裂纹的风险，提高待加工件经过磨削加工后的表面质量，而且由于反应层的硬度较低，可以加快磨削速率，提高反应层的去除效率；还有，有反应层的硬度较低，磨削组件的磨头或钻具不会磨损太快，进而延长磨头或钻具的使用寿命。

根据本申请的实施例，参照图1，激光磨削加工装置还包括：移动工作台6，移动工作台可沿第一方向Y移动；第二方向滑轨7，第二方向滑轨7设置在移动工作台6上，载物台9设置在第二方向滑轨7上，可沿第二方向X移动；第三方向滑轨13，第三方向滑轨13设置在框架1上，磨削组件设置在第三方向滑轨13上，可沿第三方向Z移动，其中，第一方向Y、第二方向X和第三方向Z两两相交。由此，待加工件放置在载物台上，通过移动工作台的移动、载物台沿第二方向的滑动以及磨削组件沿第三方向的滑动，来调整待加工件的预定区域的具体位置，使得激光可以准确的照射在预定区域，在指定的区域反应生产反应层，如此可以大大的提高磨削位置的精度。

根据本申请的实施例，所述磨削组件包括磨头和振动钻削中的至少一种。由此，本领域技术人员可以根据对待加工件所需要去除的部分的形状等实际情况灵活选择磨头和/或振动钻削。在一些实施例中，所述磨削组件包括磨头和振动钻削，其中磨头作为主要磨削工具，振动钻具作为辅助磨削工具，两者相互配合磨削加工待加工件。

根据本申请的实施例，参照图1，所述磨削组件包括磨头保护罩12和设置在磨头保护罩12上的磨头11，磨头保护罩12通过第三方向滑轨13可沿第三方向Z移动，且通过支架4与激光加工系统3固定连接，磨头11用于磨削去除反应层8。其中，磨头保护罩12通过支架4与所述激光加工系统3固定连接，所以激光加工系统3可以被磨头保护罩12带动移动。

其中，进行磨削反应层时，打开磨削组件，调整磨削工艺参数，根据反应层的厚度调节磨头的切深，磨头切深小于等于反应层厚度，如此可以确保磨头头不会碰触到待加工件未生成反应层的部分，进而避免待加工件表面发生裂痕。

根据本申请的实施例，所述激光加工系统发出的激光为线激光。由此，可以减少激光能量损耗，降低所需激光发射源的功率。另外，激光的具体种类没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，在一些实施例中，激光可以为红外激光(比如红外纳秒激光)、紫外激光或二氧化激光等。

根据本申请的实施例，参照图2，激光加工系统3包括：扩束镜15，激光发射源2发射出的激光射入所述扩束镜15；至少一个反射镜14；菲涅尔透镜16，经过扩束镜15的激光经过反射镜14反射至所述菲涅尔透镜16；鲍威尔透镜17，经过所述菲涅尔透镜16的激光入射至所述鲍威尔透镜17；匀化片18，经过所述鲍威尔透镜17的激光入射至所述匀化片18，得到线激光5。由此，利用菲涅尔透镜、鲍威尔棱镜和匀化片获得激光能量均匀分布的线激光，具体的：激光发射源2发出的激光通过光纤传至扩束镜15，扩束镜15将激光准直扩束获得平行光，至少一个反射镜14在二维平面上改变激光的光路；随后激光射入菲涅尔透镜16，菲涅尔透镜与普通透镜相比，菲涅尔透镜16对激光能量损耗较小，且焦距短、质量轻，能够缩短光束聚焦长度，降低激光加工系统3的体积及重量，经菲涅尔透镜16聚焦的光束能量呈现高斯分布(激光能量密度图如图3a所示)；激光经菲涅尔透镜16聚焦后获得所需直径(即是说：激光经过菲涅尔透镜16聚焦后，激光的光斑直径缩小至符合鲍威尔棱镜17的入射要求)，并射入鲍威尔棱镜17的屋脊(或者说穹顶)处，鲍威尔棱镜17将激光在长度方向拉长，拉长后的激光能量密度呈现M型分布(激光能量密度图如图3b所示)，与菲涅尔透镜16的高斯能量密度分布相抵消得到近似平顶光的激光；之后激光再经过匀化片18，匀化片18将激光进一步匀化，使得到的线激光能量密度呈现平顶分布，即得到能量均匀分布的线激光5(激光能量密度图如图3c所示)。由此可见，通过上述方案可以减少激光能量损耗，降低所需激光发射源的功率，并获得光束质量较好的线激光。

进一步的，所述菲涅尔透镜、所述鲍威尔透镜和所述匀化片的中心轴位于同一直线上。由此，可以尽可能将激光发射源发生出的激光最大化的利用，最大程度的降低激光损失，提高激光利用率，降低能源浪费。

其中，参照图2，菲涅尔透镜16的齿纹面朝向鲍威尔棱镜17设置，鲍威尔棱镜17的屋脊朝向菲涅尔透镜设置。

还有，至少一个反射镜14的数量以及具体设置位置没有限制要求，本领域技术人员根据实际需求灵活选择，只要可以将扩束镜15出射的激光最大程度的反射至菲涅尔透镜16中即可。在一些实施例中，如图2所示，反射镜14有两个，具体设置位置可参照图2所示。

根据本申请的实施例，待加工件可以为陶瓷材料的陶瓷件，陶瓷材料的脆性和硬度都比较大，通过本申请的上述激光磨削加工装置对陶瓷材料的待加工件进行磨削，既可以防止加工表面出现裂纹，进而提高陶瓷件的质量和加工效率。

在本申请的另一方面，本申请提供了一种利用前面所述的激光磨削加工装置磨削加工的方法。根据本申请的实施例，利用前面所述的激光磨削加工装置磨削加工的方法包括：

S100：将待加工件放置固定在载物台上；

根据本申请的实施例，待加工件可以为陶瓷材料的陶瓷件，陶瓷材料的脆性和硬度都比较大，通过本申请的上述激光磨削加工装置对陶瓷材料的待加工件进行磨削，既可以防止加工表面出现裂纹，进而提高陶瓷件的质量和加工效率。

进一步的，将所述待加工件放置固定在载物台上之前，对所述待加工件进行抛光处理，使得所述待加工件的表面粗糙度Ra小于等于0.4微米。由此，可以确保后续形成的反应层的厚度均匀性，且便于将反应层去除干净，而不会损伤到待加工件其他表面区域。

S200：打开激光发射源，并设定激光发射源的工作参数，所述工作参数包括脉冲频率f，激光面积s，光斑宽度w，光斑长度l，纵向重叠长度y，纵向光斑间距Y，激光扫描速度v，横向重叠长度x和横向光斑间距X。

根据本申请的实施例，通过曲面响应法，建立以激光横向重叠率、所述激光扫描速度和激光平均功率与所述反应层的厚度和硬度的数学模型，拟合出所述反应层的厚度及硬度关于所述横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率的函数关系式，根据所述函数关系式得到所述预定厚度、硬度的所述反应层所对应的所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率，最后根据所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率得到所述工作参数。

在一些具体实施例中，通过曲面响应法，建立以激光横向重叠率、所述激光扫描速度和激光平均功率与所述反应层的厚度和硬度的数学模型，激光横向重叠率、所述激光扫描速度和激光平均功率作为三因素，选取激光横向重叠率的三个参数为80％、82.5％和85％，激光扫描速度的三个参数为V、1.3V和1.7V，激光平均功率的三个参数为P、1.2P和1.4P。然后使用Design-Expert软件输入上述三因素三个不同参数形成试验表，通过试验获取相应工艺参数下的反应层厚度及硬度，拟合出所述反应层的厚度及硬度关于所述横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率的函数关系式，根据所述函数关系式得到所述预定厚度、硬度的所述反应层所对应的所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率，最后根据所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率得到所述工作参数。

根据本申请中的实施例，根据所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率得到所述工作参数的方法为：

通过激光刻线的方法得到激光能量密度，具体的：打开激光发射源，激光发射源处于最佳脉冲频率下工作。激光发射源从最小功率开始运转，在激光控制软件界面设置激光扫描路径，使激光在工件(与待加工件完全相同的材料)表面沿长度为5cm的线移动，每次扫描结束后功率增加1W，直至工件表面出现轻微刻痕，此时激光平均功率P对应的激光能量密度为材料的击穿阈值，其中，所述激光能量密度F与所述激光平均功率P的关系式为式(1)：

激光重叠率包括激光纵向重叠率和所述激光横向重叠率，所述激光纵向重叠率与所述激光横向重叠率与部分所述工作参数的关系式分别为式(2)和式(3)：

其中，F为激光能量密度，δ_y为激光纵向重叠率，δ_x为激光横向重叠率。另外，在一些具体实施例中，激光纵向重叠率可以通过以下方法得到：利用有限元软件ABAQUS建立激光辐照下温度场模型，输入获得的激光能量密度F，模拟激光扫描速度1、2、3、4mm/s下温度场分布情况来获得线激光区域的最高温度，最高温度需小于等于材料沸点，选取满足要求的激光扫描速度V，根据公式(2)得到激光纵向重叠率。其中，激光扫描时激光光纵向重叠和激光横向重叠的示意图可参照图4。

由于待加工件中所需要磨削去除的部分是预先测定的，即反应层的厚度是预先获知的，而反应层的硬度可以根据实际情况灵活设定，只要其硬度小于待加工件的硬度即可。所以通过上述方法，先根据反应层的厚度、反应层的硬度与所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率的函数关系式得知特定的反应层厚度及硬度对应的所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率的具体值，然后再根据上述函数式(1)、(2)和(3)，计算得到所需的工作参数。所以在打开激光发射源时就可以设定工作参数的具体数值和工作模式。

S300：使得所述激光发射源发出的激光经过激光加工系统处理后照射在所述待加工件的预定区域，以便形成预定厚度的反应层，且所述反应层的硬度小于所述待加工件的硬度。

其中，反应层是待加工件材料在激光的作用下与空气中的气体(氧气、氮气)发生相互作用而形成的物质。根据本申请的实施例，待加工件为陶瓷件，陶瓷材料在激光的作用下与空气中的气体(氧气、氮气)发生相互作用而形成硬度相对较小的氧化物。以SiC中掺杂铝的陶瓷件为例，3SiC+4Al＝Al₄C₃+3Si(T≈960～1670K) (1)，

Si+O₂＝SiO₂ (2)，

4Al+3O₂＝2Al₂O₃ (3)，

SiC+2O₂＝SiO₂+CO₂ (4)，

在激光辐照过程中，红外纳秒激光对SiC陶瓷材料的热作用使得SiC/Al陶瓷材料发生反应。由于Al熔点低于SiC颗粒，Al先于SiC颗粒熔化变成液态。在合适温度下，液态Al与SiC发生反应(1)形成脆性相Al₄C₃。随着反应进行，Al、SiC与O₂反应形成氧化物，脆性相Al₄C₃分布于氧化物中形成反应层，脆性相Al₄C₃使得氧化物和未反应的陶瓷材料硬度下降、脆性加大，降低了陶瓷材料的磨削加工难度。其中，陶瓷件的预定区域形成反应层的扫描电镜图可参照图5和图6。

其中，参照图1，激光磨削加工装置还包括：移动工作台6，移动工作台可沿第一方向Y移动；第二方向滑轨7，第二方向滑轨7设置在移动工作台6上，载物台9设置在第二方向滑轨7上，可沿第二方向X移动；第三方向滑轨13，第三方向滑轨13设置在框架1上，磨削组件设置在第三方向滑轨13上，可沿第三方向Z移动，其中，第一方向Y、第二方向X和第三方向Z两两相交。由此，在磨削加工的过程中，通过移动工作台的移动、载物台沿第二方向的滑动以及磨削组件沿第三方向的滑动，来调整待加工件的预定区域的具体位置，使得激光可以准确的照射在预定区域，在指定的区域反应生产反应层，如此可以大大的提高磨削位置的精度。

S400：打开磨削组件，磨削去除所述反应层。

其中，若是所需要去除的待加工件材料较多，如此就需要形成厚度较厚的反应层，如此，可以多次重复步骤S300和步骤S400，每次形成较小厚度的反应层，然后多次磨削去除反应层，进而完成对待加工件的磨削加工。

其中，进行磨削反应层时，打开磨削组件，调整磨削工艺参数，根据反应层的厚度调节磨头的切深，磨头切深小于等于反应层厚度，如此可以确保磨头不会碰触到待加工件未生成反应层的部分，进而避免待加工件表面发生裂痕。

进一步的，所述激光发射源和所述磨削组件同时运行进行耦合加工。由于激光加工后形成的反应层还具有较高温度，长期放置会与空气继续发生相互作用，所以当反应层形成后需尽快用磨削加工去除。所以激光发射源和所述磨削组件同时运行进行耦合加工，形成反应层之后，直接利用磨削组件将反应层去除。

根据本申请的实施例，在上述磨削加工方法中，通过激光照射在待加工件的预定区域，使得预定区域的待加工件在激光的作用下与空气中的氧气、氮气等气体发生反应生成预定厚度的反应层，然后通过磨削组件将反应层磨削去除，进而实现对待加工件的磨削加工，由于反应层的硬度小于待加工件，相比直接磨削待加工件，可以减小磨削组件的去除力度(比如减小功率等)，进而避免在磨削加工的过程中待加工件的非加工区域产生裂纹的风险，提高待加工件经过磨削加工后的表面质量，而且由于反应层的硬度较低，可以加快磨削速率，提高反应层的去除效率；还有，有反应层的硬度较低，磨削组件的磨头或钻具不会磨损太快，进而延长磨头或钻具的使用寿命；另外，待加工件放置在载物台上，通过移动工作台的移动、载物台沿第二方向的滑动以及磨削组件沿第三方向的滑动，来调整待加工件的预定区域的具体位置，使得激光可以准确的照射在预定区域，在指定的区域反应生产反应层，如此可以大大的提高磨削位置的精度；还有，上述方法简单易操作，便于控制和管理。

在本申请的又一方面，本申请提供了一种陶瓷件。根据本申请的实施例，所述陶瓷件是通过前面所述的激光磨削加工装置以及前面所述的磨削加工的方法加工得到的。由此，该陶瓷件的表面质量较佳，裂纹极少或没有裂痕，可以大大提高陶瓷件的整体性能。

在本申请的又一方面，本申请提供了一种壳体组件。根据本申请的实施例，该壳体组件的至少一部分是由前面所述的陶瓷件构成的，在一些实施例中，陶瓷件可以作为壳体组件的基材，用于制备陶瓷壳体。由此，该壳体组件具有良好的使用性能。本领域技术人员可以理解，该壳体组件具有前面所述的陶瓷件的所有特征和优点，在此不再过多的赘述。

根据本申请的实施例，壳体组件除了包括上述的陶瓷件，本领域技术人员还可以根据对壳体组件的实际需求灵活设置其它层结构，比如还可以在陶瓷件的一侧设置UV纹理层、颜色层、镀膜层和盖底油膜层等结构中的一种或多种。

在本申请的一方面，本申请提供了一种电子设备。根据本申请的实施例，参照图7，电子设备包括：前面所述的壳体组件100；显示屏组件200，所述显示屏组件200与所述壳体组件100相连，且所述显示屏组件200和所述壳体组件100之间限定出安装空间；以及主板(图中未示出)，所述主板设置在所述安装空间内且与所述显示屏组件电连接。由此，该电子设备的壳体组件具有良好的耐摩擦性能以及结构稳定性，进而提高电子设备的综合性能。本领域技术人员可以理解，该壳体组件具有前面所述的防指纹微晶玻璃组件的所有特征和优点，在此不再过多的赘述。

文中术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种激光磨削加工装置，其特征在于，包括：

载物台，所述载物台用于放置待加工件；

激光发射源；

激光加工系统，所述激光发射源发出的激光入射至所述激光加工系统，所述激光加工系统发出的激光照射在所述待加工件的表面的预定区域上，并在所述预定区域形成预定厚度的反应层，所述反应层的硬度小于所述待加工件的硬度；

框架；

磨削组件，所述磨削组件设置在所述框架上，用于磨削去除所述反应层。

2.根据权利要求1所述的激光磨削加工装置，其特征在于，还包括：

移动工作台，所述移动工作台可沿第一方向移动；

第二方向滑轨，所述第二方向滑轨设置在所述移动工作台上，所述载物台设置在所述第二方向滑轨上，可沿第二方向移动；

第三方向滑轨，所述第三方向滑轨设置在所述框架上，所述磨削组件设置在所述第三方向滑轨上，可沿第三方向移动，

其中，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相交。

3.根据权利要求2所述的激光磨削加工装置，其特征在于，所述磨削组件包括磨头保护罩和设置在所述磨头保护罩上的磨头，所述磨头保护罩通过所述第三方向滑轨可沿第三方向移动，且通过支架与所述激光加工系统固定连接，所述磨头用于磨削去除所述反应层。

4.根据权利要求1所述的激光磨削加工装置，其特征在于，所述激光加工系统包括：

扩束镜，所述激光射入所述扩束镜；

至少一个反射镜；

菲涅尔透镜，所述激光经过所述反射镜反射至所述菲涅尔透镜；

鲍威尔透镜，经过所述菲涅尔透镜的激光入射至所述鲍威尔透镜；

匀化片，经过所述鲍威尔透镜的激光入射至所述匀化片，得到线激光。

5.根据权利要求4所述的激光磨削加工装置，其特征在于，所述菲涅尔透镜、所述鲍威尔透镜和所述匀化片的中心轴位于同一直线上。

6.一种利用权利要求1～5中任一项所述的激光磨削加工装置磨削加工的方法，其特征在于，包括：

将待加工件放置固定在载物台上；

打开激光发射源，并设定激光发射源的工作参数，所述工作参数包括脉冲频率f，激光面积s，光斑宽度w，光斑长度l，纵向重叠长度y，纵向光斑间距Y，激光扫描速度v，横向重叠长度x和横向光斑间距X；

使得所述激光发射源发出的激光经过激光加工系统处理后照射在所述待加工件的预定区域，以便形成预定厚度的反应层，且所述反应层的硬度小于所述待加工件的硬度；

打开磨削组件，磨削去除所述反应层。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述激光发射源和所述磨削组件同时运行进行耦合加工。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，通过曲面响应法，建立以激光横向重叠率、所述激光扫描速度和激光平均功率与所述反应层的厚度和硬度的数学模型，拟合出所述反应层的厚度及硬度关于所述横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率的函数关系式，根据所述函数关系式得到所述预定厚度、硬度的所述反应层所对应的所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率，最后根据所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率得到所述工作参数，

其中，根据所述激光横向重叠率、所述激光扫描速度和所述激光平均功率得到所述工作参数的方法为：

通过激光刻线的方法得到激光能量密度，所述激光能量密度与所述激光平均功率的关系式为式(1)：

激光重叠率包括激光纵向重叠率和所述激光横向重叠率，所述激光纵向重叠率与所述激光横向重叠率与部分所述工作参数的关系式分别为式(2)和式(3)：

其中，F为激光能量密度，δ_y为激光纵向重叠率，δ_x为激光横向重叠率。

9.一种陶瓷件，其特征在于，所述陶瓷件是通过权利要求6～8中任一项所述的磨削加工的方法加工得到的。

10.一种壳体组件，其特征在于，至少一部分是由权利要求9所述的陶瓷件构成的。

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