[發(fā)明專利]一種磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭脈沖激光整形裝置及整形方法

在審

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• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110640629A
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張全利;張振;何靜遠(yuǎn);蘇宏華;傅玉燦;徐九華;楊長勇
• 申請（專利權(quán)）人: 南京航空航天大學(xué)
• 主分類號: B24B53/06
• 分類號: B24B53/06;B23K26/00
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 曹翠珍

1.一種磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭脈沖激光整形裝置，其特征在于，包括：激光加工系統(tǒng)、微位移平臺系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)；

其中激光加工系統(tǒng)包括激光器、光纖、激光振鏡、工控機(jī)、垂直直線軸z₁、水平直線軸y1；激光振鏡固定于水平直線軸y₁上，通過垂直直線軸z₁和水平直線軸y₁控制其運(yùn)動(dòng)；掃描振鏡可以繞x軸旋轉(zhuǎn)；

微位移平臺系統(tǒng)包括三向直線軸x₂、y₂、z₂和旋轉(zhuǎn)軸B；旋轉(zhuǎn)軸B固定在z₂軸上；金剛石磨頭固定在旋轉(zhuǎn)軸B上以控制其轉(zhuǎn)動(dòng)；

檢測系統(tǒng)包括光學(xué)CCD顯微鏡和激光位移傳感器。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭脈沖激光整形裝置，其特征在于，所述磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭磨粒材料為金剛石和CBN超硬磨料，磨粒借助結(jié)合劑材料固定在磨頭基體上。

3.基于權(quán)利要求1所述磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭脈沖激光整形裝置的磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭脈沖激光整形方法，其特征在于，步驟如下：

步驟一、打開激光加工系統(tǒng)和微位移運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，將金剛石磨頭安裝于微位移平臺旋轉(zhuǎn)軸B上，保證磨頭圓跳動(dòng)在5μm以內(nèi)；通過垂直直線軸z₁和水平直線軸y₁進(jìn)行激光束與金剛石磨頭之間的位置粗調(diào)整；

步驟二、通過垂直直線軸z₁和微位移平臺精確調(diào)整激光焦點(diǎn)位置，直至離焦量為0以保證激光能量最大；通過微位移平臺將激光束調(diào)整至與金剛石磨頭外緣相切；

步驟三、通過工控機(jī)激光控制軟件設(shè)定激光工藝參數(shù)，通過工控機(jī)軟件設(shè)定激光掃描路徑，調(diào)整掃描路徑角度使激光掃描方向與金剛石磨頭母線相平行，保證平行度誤差在5μm以內(nèi)；

步驟四、打開旋轉(zhuǎn)軸控制系統(tǒng)保持小磨頭在特定轉(zhuǎn)速下穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)，打開激光控制按鈕使激光束沿掃描路徑往復(fù)掃描，通過激光控制軟件調(diào)整激光掃描路徑與磨頭母線之間的距離進(jìn)行磨頭切向整形，激光進(jìn)給量5μm-50μm/次；

步驟五、當(dāng)金剛石磨頭整形至磨粒等高性及圓跳動(dòng)滿足要求后，先后關(guān)閉激光束和旋轉(zhuǎn)系統(tǒng)。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭脈沖激光整形方法，其特征在于，步驟三，所述的激光工藝參數(shù)包括：激光脈沖寬度、激光功率、激光頻率、激光掃描速度、掃描次數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述磨粒有序排布釬焊金剛石磨頭脈沖激光整形方法，其特征在于，脈沖寬度1-120ns，激光功率0-50W，激光重復(fù)頻率在1-750kHz，激光掃描速度0-2000mm/s，掃描次數(shù)自定。