[發明專利]一種激光射流復合拋光方法與裝置

有效

• 申請號: 201711284504.0
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN108000147B
• 公開（公告）日: 2019-04-09
• 發明（設計）人: 張連新;孫鵬飛;李建;李明;吳祉群
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院機械制造工藝研究所
• 主分類號: B23P23/00
• 分類號: B23P23/00;B23K26/352
• 代理公司: 中國工程物理研究院專利中心 51210
• 代理人: 翟長明;韓志英

1.一種激光射流復合拋光方法，其特征在于，所述復合拋光方法包括以下步驟：

a.待加工工件表面朝下放置于定位板上，并由固定板固定；

b.將激光拋光模塊放置于待加工工件上方，將射流拋光模塊放置于待加工工件下方；

c.調整激光拋光模塊的聚焦透鏡，使激光束匯聚至待加工工件下表面形成激光束焦斑；

d.射流拋光模塊的供壓泵輸送拋光液流經噴嘴噴出，產生的射流束沖擊于待加工工件下表面，形成射流束沖擊區域；

e.分別調節激光拋光模塊、射流拋光模塊的空間位置使激光束焦斑與射流束沖擊區域重合，進行待加工工件下表面一點的材料去除，完成此點的復合拋光過程；

f.改變射流束沖擊區域、激光束焦斑與待加工工件的相對位置，完成待加工工件下表面的復合拋光過程。

2.根據權利要求1所述的激光射流復合拋光方法，其特征在于：所述的步驟c中，通過調節聚焦透鏡與待加工工件的相對距離，使得激光束焦斑處的激光束能量小于或等于產生待加工工件材料去除的激光能量閾值。

3.根據權利要求1所述的激光射流復合拋光方法，其特征在于：所述的步驟f中，在改變射流束沖擊區域、激光束焦斑與待加工工件的相對位置的過程中，激光束焦斑與射流束沖擊區域始終保持重合。

4.根據權利要求1所述的激光射流復合拋光方法，其特征在于：所述的步驟f中，改變射流束沖擊區域、激光束焦斑與工件的相對位置的一個方法是移動待加工工件，另一個方法是通過改變激光束與射流束在待加工工件下表面上的入射角及入射位置，同時移動激光束焦斑與射流束沖擊區域，移動過程中激光束焦斑與射流束沖擊區域始終保持重合。

5.一種用于權利要求1所述的激光射流復合拋光方法的裝置，其特征在于：所述的裝置包括激光拋光模塊（1）、固定板（10）、定位板（11）、工作平臺（12）和射流拋光模塊（21）；所述的激光拋光模塊（1）包括沿光路方向依次設置的激光光源（2）、開關（3）、偏振鏡（5）、反射鏡（6）、中性密度鏡（7）和聚焦透鏡（8），激光拋光模塊（1）發射激光束（4）；所述的射流拋光模塊（21）包括儲液罐（13）、拋光液（14）、攪拌電機（15）、噴嘴（16）、管道Ⅰ（18）、管道Ⅱ（19）和供壓泵（20）；

其連接關系是：工作平臺（12）上開有通孔，在通孔的周圍固定有定位板（11），待加工工件（9）位于定位板（11）的中心，待加工工件（9）的下表面位于由定位板（11）與工作平臺（12）圍成的空間中；待加工工件（9）夾緊于固定板（10）與定位板（11）之間；固定板（10）通過螺釘與定位板（11）固定連接；

所述的激光拋光模塊（1）置于待加工工件（9）的上方，射流拋光模塊（21）置于待加工工件（9）的下方；

所述的儲液罐（13）位于工作平臺（12）的下方，并與工作平臺（12）固定連接；儲液罐（13）內填充有拋光液（14），攪拌電機（15）安裝于儲液罐（13）底部，用于勻化拋光液（14）；在儲液罐（13）的外側置有供壓泵（20），管道Ⅰ（18）的一端與供壓泵（20）連通，另一端從底部伸入儲液罐（13）內；管道Ⅱ（19）的一端與供壓泵（20）連通，另一端從上部伸入儲液罐（13）并與儲液罐（13）中心位置的噴嘴（16）連通；供壓泵（20）通過管道Ⅰ（18）從儲液罐（13）中抽取拋光液（14）并通過管道Ⅱ（19）輸送至噴嘴（16）噴出，形成射流束（17）；

所述的中性密度鏡（7）、聚焦透鏡（8）、定位板（11）、工作平臺（12）、儲液罐（13）和噴嘴（16）為同軸心設置。