[發(fā)明專利]聚晶金剛石復合片激光切割系統(tǒng)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310277853.5
• 申請日: 2013-07-02
• 公開（公告）號: CN103406670A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設計）人: 柯良
• 申請（專利權）人: 浙江工業(yè)職業(yè)技術學院
• 主分類號: B23K26/38
• 分類號: B23K26/38;B23K26/40;B23K26/06
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

技術領域

本發(fā)明涉及一種聚晶金剛石復合片激光切割系統(tǒng)。

背景技術

聚晶金剛石是一種新型超硬材料，具有與天然金剛石相近的硬度，與硬質(zhì)合金相當?shù)目箾_擊性，而耐磨性比天然金剛石還好，是現(xiàn)代切削刀具的理想材料。

但是，由于聚晶金剛石的高硬度和高耐磨性，使其切割加工非常困難，嚴重妨礙了它的推廣應用。切割聚晶金剛石復合片的主要方法有電火花線切割、磨料水射流切割和激光切割。國內(nèi)基本都采用電火花機床對聚晶金剛石復合片進行切割，但電火花線切割在加工聚晶金剛石復合片時，會對材料表面造成損傷，影響切削面的質(zhì)量，增加刀具刃磨的余量，同時也影響刀具的壽命，效果不理想。磨料水射流切割其耗材多、運轉(zhuǎn)費用高、工藝復雜、精度低。相比之下，激光切割是一種無接觸式加工，具有切縫小、效率高、切縫邊緣無機械應力等優(yōu)點，被認為是切割聚晶金剛石復合片的一種理想方法。目前國內(nèi)制造的激光切割機床能夠?qū)Σ讳P鋼、碳鋼、鋁、黃銅等金屬材料進行精密加工，但很難完成對聚晶金剛石復合片等超硬材料的高效率、高質(zhì)量加工。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對目前無法對聚晶金剛石復合片進行高效率、高質(zhì)量激光切割的問題，提出了一種能夠有效提高激光輸出功率和光斑模式的聚晶金剛石復合片激光切割系統(tǒng)。

本發(fā)明所述的聚晶金剛石復合片激光切割系統(tǒng)，其特征在于：包括激光器、反射光路系統(tǒng)、放大光路系統(tǒng)和切割光路系統(tǒng)，所述的反射光路系統(tǒng)包括至少一個第一反射鏡、全反鏡、腔內(nèi)望遠鏡，所述的全反鏡和所述的腔內(nèi)望遠鏡同軸安裝，并且經(jīng)所有的第一反射鏡反射出的光線與所述的全反鏡的軸線重合形成第一反射光束；

所述放大光路系統(tǒng)包括震蕩YAG激光器、輸出鏡、耦合鏡、放大YAG激光器、擴束鏡和激光電源，所述的震蕩YAG激光器、輸出鏡、耦合鏡、放大YAG激光器、擴束鏡依次同軸安裝在所述的腔內(nèi)望遠鏡的光線穿出的一側構成放大光路路徑；上述的第一反射光束透過所述的放大光路徑后形成放大光束；所述的震蕩YAG激光器、所述的放大YAG激光器均與所述的激光電源電連接；

所述的切割光路系統(tǒng)包括第二反射鏡、聚焦鏡、保護鏡，所述的聚焦鏡、所述的保護鏡依次同軸安裝，并且所述的聚焦鏡的軸線與經(jīng)第二反射鏡反射光線方向一致；所述的第二反射鏡以上述的放大光束為入射光獲得的第二反射光束依次穿過所述的聚焦鏡、保護鏡成為輸入切割頭的切割光束。

整個所述的聚晶金剛石復合片激光切割系統(tǒng)增設在線監(jiān)控系統(tǒng)，所述的在線監(jiān)控系統(tǒng)包括物鏡、帶有顯示屏的CCD裝置、上述的第二反射鏡、聚焦鏡、保護鏡，待切割的工件表面反射的可見光依次透過保護鏡、聚焦鏡、第二反射鏡、物鏡形成的檢測光線射到所述的CCD裝置的鏡頭上。

所述的激光切割系統(tǒng)的切割頭位置配置冷卻裝置。

所述的第一反射鏡個數(shù)為2個，并且進入第一個第一反射鏡的入射光與第二個第一反射鏡形成的反射光方向相反。

所述的激光器為He-Ne激光器。

使用時，先開啟激光器，激光器發(fā)射的激光依次經(jīng)過兩個第一反射鏡之后從全反鏡中穿出后進入腔內(nèi)望遠鏡獲得第一反射光束，第一反射光束到達震蕩YAG激光器之后進行整合放大之后調(diào)整激光光束脈沖寬度，經(jīng)調(diào)整后的放大光束從輸出鏡輸出，輸出的光束透過耦合鏡進入放大YAG激光器，通過放大YAG激光器提高激光光束的功率，功率提高后的激光光束進入擴束鏡形成放大光束，而此時獲得的直徑已經(jīng)放大的放大光束發(fā)射到第二反射鏡，第二反射鏡反射的光線進入聚焦鏡進行聚焦之后透射到保護鏡上并從切割頭中穿出形成切割光束，對工件進行切割的同時，工件表面反射的可見光通過保護鏡、聚焦鏡和第二反射鏡反射到物鏡上，并透過物鏡照射到CCD裝置的鏡頭上，通過觀察與CCD裝置連接的屏幕，實現(xiàn)對聚晶金剛石復合片激光切割的過程在線觀測，及時進行校正；在切割的同時，切割頭處安裝的冷卻裝置對切割的工件進行降溫。

本發(fā)明的有益效果是：采用兩極激光輸出技術，有效提高了激光的輸出功率，獲得了更好的光斑模式，縮小了激光光束發(fā)散角度，提升了激光切割聚晶金剛石復合片的最大厚度，同時極大提高聚晶金剛石復合片的切割效率。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的結構框圖（其中，箭頭方向代表激光器發(fā)出的激光的行進路徑）。

具體實施方式

下面結合附圖進一步說明本發(fā)明

參照附圖：