[發明專利]一種激光車削加工機床

在審

• 申請號: 202011176750.6
• 申請日: 2020-10-28
• 公開（公告）號: CN112207427A
• 公開（公告）日: 2021-01-12
• 發明（設計）人: 王成勇;李偉秋;顏炳姜;林海生;鄭李娟;胡小月
• 申請（專利權）人: 匯專科技集團股份有限公司;廣東工業大學;匯專機床有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/70
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種激光車削加工機床，包括底座、Z軸安裝架、Y軸移動組件、Z軸移動組件和激光加工組件；Z軸移動組件通過Z軸安裝架安裝在Y軸移動組件上，Y軸移動組件安裝在底座上；激光加工組件滑動安裝在Z軸移動組件上；激光加工組件包括激光器、三維掃描振鏡和f?θ場鏡，激光器安裝在三維掃描振鏡的一側，f?θ場鏡安裝在三維掃描振鏡的下方；激光器發出的激光光束經過三維掃描振鏡和f?θ場鏡后聚焦于刀具的加工面，以對刀具進行激光車削加工。激光車削加工機床結構簡單，占地面積小；通過激光加工組件中的三維振鏡組件和f?θ場鏡協同實現焦斑大面積的激光加工，并進一步通過配合刀具回轉運動，實現回轉體刀具的多種形狀的激光加工。

技術領域

本發明涉及機床，特別是涉及一種激光車削加工機床。

背景技術

鈦合金、鎳基合金、陶瓷、玻璃等典型難加工材料，在航空航天、醫療等眾多先進制造業關鍵領域應用愈加廣泛，同時對上述加工材料的加工質量和加工效率提出了越來越高的要求。為滿足上述難加工材料的高效高質量加工需求，高端切削刀具材料也逐步向超硬、耐磨等方向發展。然而，由于刀具材料本身的難加工特性，采用傳統的電加工、磨削加工藝技術進行高端刀具的輪廓粗加工制造時，存在一定的困難，磨削加工材料損耗大、加工效率低，電加工靈活性不夠，只能加工簡單表面，且加工工藝復雜，相對加工精度較差等問題。

激光加工因其具有無接觸、無材料選擇性，且可精確聚焦至微米級，能量密度高等特點，已成為難加工材料加工方式的重要手段。而目前國際上激光機床大多適用于激光切割、打孔和表面紋理加工；加工方式上，國外高端激光加工機床主要用于激光銑削加工。另外，專利CN201920777081.4公開了一種激光車削加工機床設計方案，但該設備設計較為復雜，且不是專用于刀具激光加工制造。

發明內容

基于此，針對上述技術問題，提供一種激光車削加工機床，且所述激光車削加工機床用于刀具的加工制造，且結構簡單、加工效率高。

一種激光車削加工機床，包括：

機架，包括底座和Z軸安裝架，所述底座還用于安裝主軸，待加工的刀具安裝在所述主軸的前方，所述主軸可驅動所述刀具做回轉運動；

Z軸移動組件和Y軸移動組件，所述Z軸移動組件通過所述Z軸安裝架安裝在Y軸移動組件上，所述Y軸移動組件安裝在所述底座上，所述Y軸移動組件用于驅動所述Z軸移動組件和所述激光加工組件沿Y軸方向發生運動；

激光加工組件，所述激光加工組件滑動安裝在所述Z軸移動組件上，所述Z軸移動組件用于驅動所述激光加工組件沿Z軸方向發生運動；所述激光加工組件包括激光器、三維掃描振鏡和f-θ場鏡，所述激光器安裝在三維掃描振鏡的一側，所述f-θ場鏡安裝在三維掃描振鏡的下方；

所述激光器發出的激光光束經過所述三維掃描振鏡和所述f-θ場鏡后聚焦于所述刀具的加工面，以對所述刀具進行激光車削加工。

進一步的，還包括CCD相機和測量探針，所述CCD相機位于在所述激光加工組件的一側，所述探針安裝在所述三維掃描振鏡的下方，所述CCD相機用于對所述測量探針和所述三維掃描振鏡進行相對位置測量與糾正，所述測量探針用于對刀具位置和加工精度進行在線監測。

進一步的，所述Y軸移動組件和所述Z軸移動組件均采用光柵尺閉環控制，定位精度≤10μm。

進一步的，所述激光器為納秒激光器、皮秒激光器或飛秒激光器。

進一步的，所述三維掃描振鏡在Z軸方向上的聚焦范圍為-30mm～+30mm，在X軸和Y軸方向的掃描范圍為150×150mm～300×300mm，掃描速度為0～8000mm/s，掃描重復精度為1rad～4rad。

進一步的，所述f-θ場鏡的全對角掃描角度為0-50°。