CN212350793U - 一种异形pdc激光雕刻加工工艺设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种异形PDC激光雕刻加工工艺设备，包括机架，所述机架包括设于机架内部的工作平台、设于工作平台上的定位Y轴和定位X轴以及位于定位Y轴和定位X轴上的工件定位工装，所述工件定位工装上方设有激光发生器，所述激光发生器与定位Z轴向连接。本实用新型采用激光雕刻的方式来实现PDC异形齿的雕刻，该方式优于传统的磨削方式，且能够加工开放的内凹加工形状和异形倒角，极大的提高了异形PDC的生产效率；本实用新型中通过工艺设备的设计，实现异形PDC的自动化生产以及循环批量加工生产。

Description

一种异形PDC激光雕刻加工工艺设备

技术领域

本实用新型涉及石油勘探领域，尤其是涉及一种异形PDC激光雕刻加工工艺设备及操作方法。

背景技术

PDC为石油勘探金刚石复合片的简称。

现有PDC切削齿为平面结构，随着石油勘探及地质勘探行业效率的提升，相对于高转速，高压力的钻井技术需求，原有平面PDC钻头切削齿技术达到了瓶颈，必须要在原有平面齿的基础上进行工艺提升，因此出现异形PDC，即PDC切削齿为各种不同图案结构，如三角形，凸面结构。

现有异形齿加工工艺多为磨削和前期预压制，由于金刚石硬度为HV7500-9000，仅次于天然金刚石。所以磨削方式的加工效率很难满足大批量加工生产需求，对于一些特殊的异形倒角工艺无法满足。对于预压制工艺，后期处理同样面临和磨削相同的困境，只是在磨削量上有所减少。另外，现有加工工艺对于一些内凹的开放曲面更是没有好的加工方式。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种采用激光加工异形齿的异形PDC激光雕刻加工工艺设备。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种异形PDC激光雕刻加工工艺设备，包括机架，所述机架包括设于机架内部的工作平台、设于工作平台上的定位Y轴和定位X轴以及位于定位Y轴和定位X轴上的工件定位工装，所述工件定位工装上方设有激光发生器，所述激光发生器与定位Z轴向连接。

进一步，所述工件定位工装上设有多个间隔排列的定位柱。

进一步，所述定位柱为磁性柱。

进一步，所述激光发生器与光学扫描系统、视觉自动定位系统、自动对焦系统相连接。

进一步，所述光学扫描系统、视觉自动定位系统和自动对焦系统与操作控制系统相连接。

进一步，所述工件定位工装在定位X轴上移动，所述定位X轴在定位Y轴上移动。

进一步，所述工作平台采用大理石材料制作。

进一步，所述操作控制系统与显示器相连接。本实用新型的有益效果：

1、本实用新型采用激光雕刻的方式来实现PDC异形齿的雕刻，该方式优于传统的磨削方式，且能够加工开放的内凹加工形状和异形倒角，极大的提高了异形PDC的生产效率；

2、本实用新型中通过工艺设备的设计，实现异形PDC的自动化生产以及循环批量加工生产。

附图说明

图1—为本实施例中工艺设备的结构示意图；

图2—为本实施例中工作平台的结构示意图；

图3—为本实施例中工件定位工装的结构示意图；

图4—为本实施例中加工后的工件示意图。

图中：1—工件定位工装，2—机架，3—定位X轴，4—定位Y轴，5—定位Z轴，6—激光发生器，7—显示器，8—工作平台，9—定位柱，10—工件。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

参照图1~图4：一种异形PDC激光雕刻加工工艺设备，包括机架2，所述机架2包括设于机架2内部的工作平台8、设于工作平台8上的定位Y轴4和定位X轴3以及位于定位Y轴4和定位X轴3上的工件定位工装1，所述工件定位工装1上方设有激光发生器6，所述激光发生器6与定位Z轴5向连接。

上述方案的优点：采用激光雕刻的方式来实现PDC异形齿的雕刻，该方式优于传统的磨削方式，且能够加工开放的内凹加工形状和异形倒角，极大的提高了异形PDC的生产效率；通过定位X轴3、定位Y轴4和定位Z轴5的设计，实现异形PDC的自动化生产以及循环批量加工生产。

本实施例中，机架2采用铝合金制成框架，在机架2内安装有大理石的工作平台8，选用大理石作为工作平台8是因为大理石具有如下优点：1、不变形；岩石经长期天然时效，组织结构均匀，线胀系数极小，内应力完全消失，不变形；2、硬度高刚性好，硬度高，耐磨性强，温度变形小；3、使用寿命长；4、不必涂油，不易粘微尘，维护，保养方便简单；5、不会出现划痕，不受恒温条件阻止，在常温下也能保持其原有物理性能；6、不磁化。

本实施例中，在工作平台8上安装有定位Y轴4和定位X轴3，在定位Y轴4和定位X轴3上均设有滑槽，其中，定位Y轴4固定安装在工作平台8上，定位X轴3安装在定位Y轴4上，且定位X轴3与定位Y轴4垂直设置，定位X轴3能够在定位Y轴4上移动；在定位X轴3上安装工件定位工装1，工件定位工装1能够在定位X轴3上移动，即工件定位工装1能够实现在Y轴和X轴上移动。

本实施例中，工件定位工装1上安装有多个定位柱9，多个定位柱9等间隔排列安装在工件定位工装1上，形成规则的长方形形状。其中，定位柱9采用磁铁制成，因为PDC是金属，可以利用磁力将PDC稳定的放置在定位柱9上，进行后续的加工，无需在设计固定装置。

工件定位工装1在定位Y轴4和定位X轴3上的移动由操作控制系统控制。

本实施例中，在工件定位工装1的上方设有激光发生器6，激光发生器6安装在定位Z轴5上，激光发生器6能够在定位Z轴5上移动。

激光发生器6、视觉自动定位系统、自动对焦系统和光学扫描系统同时与操作控制系统电连接，其中自动对焦系统能够实现对工件10的自动调整焦距，视觉自动定位系统能够自动计算工件10中心。

同时操作控制系统还与光学扫描系统和光学优化系统电连接，光学扫描系统先对工件10进行扫描再实现自动对焦，光学优化系统对上述的光学系统进行优化处理，使其最终确定的工件10中心更为准确。

操作控制系统与显示器7电连接，显示器7安装在机架2一侧。

一种异形PDC激光雕刻加工工艺设备的操作方法，包括如下步骤：

S1，绘制三维模型，将三维模型导入操作控制系统；

S2，将PDC放置于定位柱上；

S3，通过自动对焦系统和视觉自动定位系统计算PDC中心；

S4，通过PDC定位工装在定位X轴和定位Y轴上的移动，将工件中心移动至激光发生器下方进行激光雕刻；利用激光雕刻将PDC的表面加工成图4中的图案；

S5，待上一个PDC异形齿加工完成，下一个PDC通过定位X轴和定位Y轴自动移动到激光发生器下方进行激光雕刻。

本实施例中只介绍了一种工件的加工图案，但不代表只能加工该图案，本实用新型可加工各种图案，如三角形、十字形等。

以上仅是本实用新型的实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有前述各种技术特征的组合和变型，本领域的技术人员在不脱离本实用新型的精神和范围的前提下，对本实用新型的改进、变型、等同替换，或者将本实用新型的结构或方法用于其它领域以取得同样的效果，都属于本实用新型包括的保护范围。

Claims (8)

1.一种异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：包括机架，所述机架包括设于机架内部的工作平台、设于工作平台上的定位Y轴和定位X轴以及位于定位Y轴和定位X轴上的工件定位工装，所述工件定位工装上方设有激光发生器，所述激光发生器与定位Z轴相连接。

2.根据权利要求1所述的异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：所述工件定位工装上设有多个间隔排列的定位柱。

3.根据权利要求2所述的异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：所述定位柱为磁性柱。

4.根据权利要求1所述的异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：所述激光发生器与光学扫描系统、视觉自动定位系统、自动对焦系统相连接。

5.根据权利要求4所述的异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：所述光学扫描系统、视觉自动定位系统和自动对焦系统与操作控制系统相连接。

6.根据权利要求1所述的异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：所述工件定位工装在定位X轴上移动，所述定位X轴在定位Y轴上移动。

7.根据权利要求1所述的异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：所述工作平台采用大理石材料制作。

8.根据权利要求5所述的异形PDC激光雕刻加工工艺设备，其特征在于：所述操作控制系统与显示器相连接。

Images