[發明專利]一種激光工具刃磨方法及工具刃磨機

有效

• 申請號: 201010000158.0
• 申請日: 2010-01-06
• 公開（公告）號: CN101767252A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發明（設計）人: 陳繼鋒
• 申請（專利權）人: 北京希波爾科技發展有限公司
• 主分類號: B23K26/36
• 分類號: B23K26/36;B23K26/08
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 毛燕生

1.一種激光工具刃磨方法，其特征在于：采用激光代替砂輪或放電 加工，對刀具、模具和類似于刀具、模具的形狀或形式工件進行精密加工， 含有以下步驟：將精密刀具、模具和類似于刀具、模具的形狀或形式的工 件裝于安裝工具卡具內，調整被加工工件位置使之達到最合適的角度和方 位；使被加工點置于激光焦點或焦平面上，開動激光和冷卻氣或冷卻液， 電控或手控多維運動系統，使加工區域按一定規律進行位移，從而形成各 種形狀的工具刃口；

電源系統分為多路，分別為激光器、多維運動系統、實時監測系統、 冷卻系統和控制和操作系統提供電力；

控制和操作系統分別控制多維運動系統、實時監測系統、冷卻系統和 激光器；

當控制和操作系統完成程序的設定并對設備發出指令時，被安裝工具 卡具鎖定的工件在實時監測系統的監控下，隨多維運動系統進行基準點的 定位；

定位完成后激光器通過導光聚焦系統發出能量，并在工件表面形成燒 蝕或材料氣化的加工痕跡；

同時冷卻系統以液冷或氣冷的方式對激光器由電能至光能轉換過程 中產生的熱量加以冷卻；

以及采用輔助氣體的形式通過噴嘴對導光聚焦系統和工件表面的被 加工部分加以冷卻并吹除氣化和燒熔殘渣；

多維運動系統在實時監測系統的監控下，配合激光器進行預設程序下 的多維精確位移；并根據實時監測系統的檢測結果進行隨時的修正；

通過以上步驟實現對工件的精密加工。

2.根據權利要求1所述的一種激光工具刃磨方法，其特征在于：采 用二維以上的電控或手控平移臺、偏轉臺及旋轉臺，按照一定方式組合在 一起，使工件在X、Y、Z三個直線坐標方向及θx、θy、θz三個旋轉方 向共六維中的至少兩維以上的方向內進行調整或運動。

3.根據權利要求1或2所述一種激光工具刃磨方法，其特征在于： 包含一系列光學鏡片，通過擴束、轉折、匯集聚焦，使焦點或交平面處具 有極高的能量密度；該導光聚焦系統可以與主工作臺面偏轉一定的角度， 以實現對刀具后角及其它位置的加工。

4.根據權利要求1或2所述的一種激光工具刃磨方法，其特征在于： 激光刃磨螺旋槽采用逐層切削的方式；運動系統的θx旋轉軸、y軸、z 軸三軸按照一定的時間、速度函數關系進行運動，使激光束在工件上形成 規律弧形加工痕跡；

或調整使待加工的圓弧的圓心與旋轉中心同軸，激光束按后角方向傾 斜一定的角度，焦點位于待加工的刀具表面圓弧線位置，手動往復旋轉或 電控往復旋轉，即可加工出刀具的圓弧刃口。

5.一種激光工具刃磨機，其特征在于：由激光器、導光聚焦系統、 多維運動系統、安裝工具卡具、實時監測系統、冷卻系統、電源系統、控 制和操作系統部分組成；激光器固定在機身上，導光聚焦系統安裝在激光 器的前端，實時監測系統安裝在導光聚焦系統的一側，安裝工具卡具安裝 在多維運動系統上，冷卻系統的管道連接激光器；電源系統和控制和操作 系統通過電纜連接激光器、導光聚焦系統、多維運動系統、安裝工具卡具、 實時監測系統和冷卻系統。

6.根據權利要求5所述的一種激光工具刃磨機，其特征在于：激 光波長或是Nd:YAG三倍頻355nm激光，或是Nd:YAG二倍頻532nm，或 是Nd:YAG激光1064nm；

激光脈沖的脈沖寬度小于200微秒。

7.根據權利要求5所述的一種激光工具刃磨機，其特征在于：采用 二維以上的電控或手控平移臺、偏轉臺及旋轉臺；按照一定方式組合在一 起，使工件能夠在X、Y、Z三個直線坐標方向及θx、θy、θz三個旋轉 方向共六維中的至少兩維以上的方向內進行調整或運動。

8.根據權利要求5所述的一種激光工具刃磨機，其特征在于：激光 器為波長1064nm、倍頻后為532nm、三倍頻為355nm的燈泵浦或二極管泵 浦的固體YAG激光器、或是光纖激光器、或是紫外波長激光器。

9.根據權利要求5所述的一種激光工具刃磨機，其特征在于：控制 和操作系統分別連接多維運動系統、實時監測系統、冷卻系統和激光器； 當控制和操作系統完成程序的設定并對設備發出指令時，被安裝工具卡具 鎖定的工件在實時監測系統的監控下，隨多維運動系統進行基準點的定 位。