[發(fā)明專利]一種激光工具刃磨方法及工具刃磨機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010000158.0
• 申請日: 2010-01-06
• 公開（公告）號: CN101767252A
• 公開（公告）日: 2010-07-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳繼鋒
• 申請（專利權(quán)）人: 北京希波爾科技發(fā)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(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種激光工具刃磨方法及工具刃磨機(jī)，以激光為加工介質(zhì)，對 金屬或非金屬工件進(jìn)行精密去除材料從而得到所需形狀的加工方法。本發(fā)明特 別涉及精密刀具、模具和類似于刀具、模具的形狀或形式的加工工藝。本發(fā)明 所涉及的工藝設(shè)備屬于精密切削設(shè)備領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前普遍采用的加工方法：

現(xiàn)有技術(shù)一：

采用磨床和類似于磨床的設(shè)備以砂輪為磨削材料的加工方法。

工作方式：是以電動機(jī)或其它動力源作為驅(qū)動，通過砂輪旋轉(zhuǎn)并接觸被加 工工件表面，依靠磨料與工件的摩擦去除工件材料。在此摩擦的過程中砂輪也 不斷的損耗，表現(xiàn)為磨料顆粒從砂輪上不斷脫落從而剝離出新的砂輪表面。故 此砂輪能夠?qū)崿F(xiàn)的磨削加工的復(fù)雜和精密程度與磨粒的幾何尺寸、砂輪形狀的 保持程度有關(guān)。所以此方法無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜和極其細(xì)微的加工要求。

優(yōu)勢：磨出的工件可實(shí)現(xiàn)較高粗糙度等級、可得到鋒利的刃口。

劣勢：作為接觸式磨削加工易對刃口造成壓、應(yīng)力損傷。可導(dǎo)致刃口變形， 無法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜形狀的超硬刀具加工。

現(xiàn)有技術(shù)二：

采用放電加工方法。

工作原理：以液體為加工介質(zhì)于金屬電極和工件間施加很強(qiáng)的脈沖電壓。 當(dāng)電壓達(dá)到液體介質(zhì)絕緣強(qiáng)度最低處的擊穿電壓時(shí)，會在此處產(chǎn)生放電。放電 產(chǎn)生的瞬間高溫(通常為10000-12000℃)使工件局部材料熔化甚至氣化蒸發(fā)。 在放電爆炸力的作用和液體介質(zhì)的沖洗下，局部燒熔和氣化的工件顆粒脫離工 件，從而形成工件表面微小的凹坑。放電后液體介質(zhì)的流動使工件降溫，絕緣 強(qiáng)度恢復(fù)初始狀態(tài)，等待下一次放電。通過此過程的反復(fù)運(yùn)用和工件與電極間 的位移，形成所需的加工痕跡。

優(yōu)勢：工件和電極間不直接接觸，不產(chǎn)生應(yīng)力和壓力損傷。每次放電形成 的加工痕跡小，故此可實(shí)現(xiàn)較高精度且變形量很小的復(fù)雜加工。在超硬刀具如 PCD金剛石刀具加工方面具有一定優(yōu)勢。

劣勢：加工效率較低，對導(dǎo)電性差的材料難以進(jìn)行加工。

現(xiàn)有技術(shù)三：

采用金屬結(jié)合劑砂輪以磨削和放電相結(jié)合的加工方式。

工作原理：此加工方式是以金屬結(jié)合劑砂輪中分布的金屬結(jié)合劑作為放電 電極，以金屬結(jié)合劑砂輪中的磨料顆粒作為磨削材料共同完成的復(fù)合加工。加 工過程中以液體作為放電介質(zhì)，當(dāng)金屬結(jié)合劑砂輪被施以很高的脈沖電壓并超 出液體介質(zhì)絕緣強(qiáng)度時(shí)在被加工工件上產(chǎn)生放電，并形成加工痕跡。由于金屬 結(jié)合劑在砂輪中處于分散分布，故此在砂輪與工件相互摩擦的多點(diǎn)接觸、線接 觸或面接觸中始終相對存在著一定的間隙量。而液體介質(zhì)在砂輪或工件表面形 成的覆蓋在放電和磨削中也始終處于一種斷續(xù)的被去除狀態(tài)，由此磨削和放電 加工可以有序的連續(xù)進(jìn)行。

優(yōu)勢：此加工方式對比普通電火花加工可實(shí)現(xiàn)更高的工作效率，相比砂輪 磨削綜合成本更佳。加工過程同時(shí)包含接觸式和非接觸式兩種加工方式。其中 砂輪的磨削可以去除工件材料和工件表面由高溫放電而產(chǎn)生的氧化層，并通過 砂輪的磨損暴露出新的金屬結(jié)合劑，使加工過程中工件和砂輪始終保持最佳的 導(dǎo)電性能。此加工方式特別適合由多種不同阻值元素構(gòu)成的合金的加工。

劣勢：由于金屬結(jié)合劑在砂輪中屬于分散分布、有效的加工需要以多點(diǎn)放 電的形式實(shí)現(xiàn)，而過程中每個(gè)放電點(diǎn)與對應(yīng)的待加工點(diǎn)間距離有所差異，所以 放電強(qiáng)度和形成的加工痕跡也有所差異。由于砂輪本身的磨削一般只占輔助作 用，且金屬結(jié)合劑砂輪不具備精加工要求，故此該加工方式只適合精度要求較 低的場合。

金屬結(jié)合劑砂輪的成本和工藝難度較高，用于同種工件小批量加工時(shí)經(jīng)濟(jì) 性不太理想。故此應(yīng)用領(lǐng)域不太廣泛，也制約了此類設(shè)備功能的開發(fā)，常見的 多為一些運(yùn)動系統(tǒng)較為簡單的專用機(jī)床。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)功能和綜合效率的不足，本發(fā)明提供一種以激光為 加工手段對精密刀具、模具和類似于刀具、模具的形狀或形式工件的加工方法。 以及針對此加工方法的激光加工設(shè)備。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種激光工具刃磨方法，采用高品質(zhì)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(jìn)行精 密加工，含有以下步驟：