[發明專利]激光輔助旋轉超聲波加工機床及加工方法

在審

• 申請號: 201910536312.7
• 申請日: 2019-06-20
• 公開（公告）號: CN110271103A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發明（設計）人: 葉民崇;劉慶;李軍旗;王小東;聶炎;黃偉;胡振華;楊虎
• 申請（專利權）人: 深圳市圓夢精密技術研究院
• 主分類號: B28D1/00
• 分類號: B28D1/00;B28D7/00
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 朱肖鳳

本發明屬于加工機床技術領域，尤其涉及一種激光輔助旋轉超聲波加工機床及加工方法，激光輔助旋轉超聲波加工機床包括平面移動機構、豎向移動機構、激光發生器、超聲波振動件和旋轉主軸，平面移動機構用于安裝工件并帶動工件在水平面內移動，豎向移動機構呈豎向設置并位于平面移動機構的上方，激光發生器用于朝向工件發射激光以加熱軟化工件待加工的局部位置，豎向移動機構的輸出端與旋轉主軸連接并驅動旋轉主軸在豎向移動，超聲波振動件安裝于旋轉主軸上，旋轉主軸用于安裝刀具并驅動該刀具旋轉，超聲波振動件用于驅動旋轉主軸振動進而帶動刀具振動，使得刀具可一邊旋轉一邊進行超聲波振動加工，不需要對工件進行磨削加工，不會產生微裂紋。

技術領域

本發明屬于加工機床技術領域，尤其涉及一種激光輔助旋轉超聲波加工機床及加工方法。

背景技術

現有工程陶瓷等硬脆材料的加工方式主要是磨削加工，但是采用磨削加工的方式，其加工的效率低，而且采用磨削加工時，硬脆材料的表面會產生微裂紋，這樣直接影響了工程陶瓷的強度性能，加工完成的工程陶瓷的成品率低，加工效率也低，加工成本高。

發明內容

本發明的目的在于提供一種激光輔助旋轉超聲波加工機床及加工方法，旨在解決現有技術中的加工硬脆材料時，硬脆材料的表面會產生微裂紋的技術問題。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：一種激光輔助旋轉超聲波加工機床，包括平面移動機構、豎向移動機構、激光發生器、超聲波振動件和旋轉主軸，所述平面移動機構用于安裝工件并帶動工件在水平面內移動，所述豎向移動機構呈豎向設置并位于所述平面移動機構的上方，所述激光發生器用于朝向所述工件發射激光以加熱軟化所述工件待加工的局部位置，所述豎向移動機構的輸出端與所述旋轉主軸連接并驅動所述旋轉主軸在豎向移動，所述旋轉主軸的輸出端朝向下設置，所述超聲波振動件安裝于所述旋轉主軸上，所述旋轉主軸用于安裝刀具并驅動該刀具旋轉，所述超聲波振動件用于驅動所述旋轉主軸振動進而帶動所述刀具振動。

可選地，所述超聲波振動件的振動頻率的范圍為20000Hz～22000Hz。

可選地，所述超聲波振動件的振動幅度的范圍為2um～35um。

可選地，所述旋轉主軸的轉速范圍為20000rpm/min～40000rpm/min。

可選地，所述旋轉主軸上設有活動卡接件，所述活動卡接件用于與所述刀具可拆卸連接。

可選地，所述激光發生器安裝于所述豎向移動機構的輸出端上，所述激光發生器的激光出射端朝向所述刀具的刃端設置。

可選地，所述激光輔助旋轉超聲波加工機床還包括溫度檢測器，所述溫度檢測器安裝于所述豎向移動機構的輸出端上，所述溫度檢測器用于檢測所述工件表面的溫度。

可選地，所述激光輔助旋轉超聲波加工機床還包括換刀機構，所述換刀機構包括刀具庫和機械手臂，所述刀具庫用于安裝待更換的不同型號的所述刀具，所述機械手臂用于將位于所述刀具庫上的所述刀具與位于所述旋轉主軸上的所述刀具互換。

可選地，所述換刀機構還包括升降件和轉動件，所述升降件的輸出端與所述轉動件連接并驅動所述轉動件在所述刀具庫和所述旋轉主軸之間上下移動，所述轉動件的輸出端與所述機械手臂連接并驅動所述機械手臂在所述刀具庫和所述旋轉主軸之間水平轉動，所述機械手臂的兩端分別設有一個用于取放所述刀具的卡口。