[發明專利]一種金屬曲面的激光拋光裝置以及方法

有效

• 申請號: 201910309974.0
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN109894737B
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發明（設計）人: 趙振宇;張衛;呂瓊;孔垂娟;帥詞俊;徐曉梅;周泳全;肖永山;張志彬;肖海兵
• 申請（專利權）人: 深圳信息職業技術學院
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/06;B23K26/064
• 代理公司: 深圳市道臻知識產權代理有限公司 44360
• 代理人: 陳琳

本發明涉及激光加工領域，具體涉及一種金屬曲面的激光拋光裝置以及方法，激光拋光裝置包括用于產生脈沖激光的脈沖激光器、用于產生連續激光的連續激光器、用于混合脈沖激光和連續激光的合束鏡以及用于帶動金屬轉動的轉動機構；脈沖激光器發射脈沖激光到合束鏡，連續激光器發射連續激光到合束鏡，合束鏡混合脈沖激光和連續激光后形成混合激光，然后傳輸到由轉動機構帶動的金屬曲面進行拋光。合束鏡混合脈沖激光器發送的脈沖激光和連續激光器發送的連續激光，再傳輸到運動的金屬表面的曲面上，脈沖激光可為金屬曲面拋光，連續激光可為金屬曲面預熱，簡化了金屬曲面的拋光工序以及縮短了金屬曲面的拋光時間，大大提高效率。

技術領域

本發明涉及激光加工領域，具體涉及一種金屬曲面的激光拋光裝置以及方法。

背景技術

隨著現代制造業的逐步發展，對金屬曲面的要求越來越高。在金屬曲面的加工過程中，例如工具鋼、不銹鋼、鎳合金和鈦合金等，常常涉及拋光這一工序。目前，產品的拋光工序大多數還依賴手工拋光，拋光精度差、效率低，產品質量缺乏一致性和穩定性。

激光加工作為一種新型加工技術，具有高效率、高柔性等優點。目前，也常通過激光拋光金屬曲面。該過程是通過一個聚焦的激光束斑作用在粗糙的原始金屬表面，造成金屬材料表面凸起薄層的熔化和蒸發。熔化的材料由于材料本身的表面張力和重力的作用發生流動，填補金屬表面凹陷處并發生凝固，最終得到理想的拋光材料表面。通過激光器的控制，激光拋光時的輸出能量與金屬材料的作用層厚度很小，只在微米厚度的材料層上發生，因此不會像一般的激光束加工金屬那樣造成大面積的粗糙表面。激光拋光技術中普遍使用Nd∶YAG激光器或者脈沖激光器等拋光金屬表面，但是，需要先對金屬曲面預熱一段時間后，再對金屬曲面進行拋光操作，存在拋光時間較長，拋光效率不高，曲面拋光困難等問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述缺陷，提供一種金屬曲面的激光拋光裝置以及方法，解決金屬曲面拋光工序復雜以及拋光時間較長的問題。

為解決該技術問題，本發明提供一種金屬曲面的激光拋光裝置，所述激光拋光裝置包括用于產生脈沖激光的脈沖激光器、用于產生連續激光的連續激光器、用于混合脈沖激光和連續激光的合束鏡以及用于帶動金屬轉動的轉動機構；所述脈沖激光器發射脈沖激光到合束鏡，所述連續激光器發射連續激光到合束鏡，所述合束鏡混合脈沖激光和連續激光后形成混合激光，然后傳輸到由轉動機構帶動的金屬曲面進行拋光。

其中，較佳方案是，所述轉動機構包括繞著第一方向轉動的第一轉動平臺和繞著第二方向轉動的第二轉動平臺，所述金屬放置在第一轉動平臺上，所述第一轉動平臺設在第二轉動平臺上。

其中，較佳方案是，所述激光拋光裝置還包括用于固定金屬的夾具，所述夾具固定安裝在第一轉動平臺上。

其中，較佳方案是，所述激光拋光裝置還包括第一反射鏡和第二反射鏡，所述脈沖激光器、第一反射鏡和第二反射鏡沿著脈沖激光路徑依次設置；所述脈沖激光器將脈沖激光發射到第一反射鏡，所述第一反射鏡將脈沖激光反射到第二反射鏡，所述第二反射鏡將脈沖激光反射到合束鏡。

其中，較佳方案是，所述第一反射鏡可沿第三方向調整位置，所述第二反射鏡可沿第四方向調整位置。

其中，較佳方案是，所述激光拋光裝置還包括第一擴束鏡，所述第一擴束鏡設在脈沖激光器和第一反射鏡之間，所述脈沖激光器將脈沖激光發射到第一擴束鏡，所述第一擴束鏡將脈沖激光擴束后傳輸到第一反射鏡。

其中，較佳方案是，所述激光拋光裝置還包括第二擴束鏡，所述第二擴束鏡設在連續激光器和合束鏡之間，所述連續激光器將連續激光發射到第二擴束鏡，所述第二擴束鏡將連續激光擴束后傳輸到合束鏡。

其中，較佳方案是，所述激光拋光裝置還包括振鏡，所述振鏡與合束鏡鄰近設置，所述合束鏡將混合激光發射到振鏡，所述振鏡將混合激光傳輸到金屬曲面。