[發明專利]基于激光輔助的射流沖擊強化改性研磨加工設備及方法

在審

• 申請號: 202210563892.0
• 申請日: 2022-05-23
• 公開（公告）號: CN115042097A
• 公開（公告）日: 2022-09-13
• 發明（設計）人: 梁忠偉;余刁刁;劉曉初;蕭金瑞;何鵬;葉煜;陳嘉懿
• 申請（專利權）人: 廣州大學
• 主分類號: B24C3/04
• 分類號: B24C3/04;B24C9/00;B24C7/00;B24C1/00;C21D10/00
• 代理公司: 廣州高炬知識產權代理有限公司 44376
• 代理人: 劉志敏

本發明公開了基于激光輔助的射流沖擊強化改性研磨加工設備及方法，容納腔側壁固設有電源和激光器，套管固設于加工腔頂部，且套管與激光器輸出端連接，套管內依次固設有透鏡和反射鏡，且套管與激光處理器輸入端連通，激光處理器輸出端固設有聚焦器，加壓罐固設于容納腔底部，儲料斗設置于加壓罐一側，且加壓罐通過加壓管與儲料斗連通，進料管一端與儲料斗連通，進料管另一端延伸至加工腔內與射流噴頭固定連接；以及設置于加工腔內用于夾持待加工件的夾持機構。在待加工件加工過程中，激光輔助機構和高壓噴射機構相互配合，能夠在待加工件表面形成相互疊加的強化研磨層，從而大大提高了工件表面質量，同時也有助于縮短加工時間，提高加工效率。

技術領域

本發明涉及研磨設備技術領域，更具體的，涉及一種基于激光輔助的射流沖擊強化改性研磨加工設備及方法。

背景技術

隨著現代工業技術的發展，人們對機械裝備的安全可靠性能和壽命要求越來越高，例如飛機、裝甲車、船舶、機車、汽車、內燃機、汽輪機、冶金機械、石油機械、采煤機械、礦山機械等；其中，凡是承受循環載荷的承力件，隨時可能會因疲勞而出現零件斷裂等現象，其后果不僅會造成財產損失，還會導致人員傷亡，因此提高機械零部件的疲勞強度和壽命具有重大意義。

現有技術中提出一些利用高速噴射研磨材料對工件進行撞擊的加工方法，如申請公開號為CN101733707A的發明申請提出的一種強化研磨的新型加工方法，該加工方法利用強化研磨料以一定的角度高速沖擊待加工靶面，切削加工的同時，在沖擊區域形成具有一定深度的強化層，降低工件表面粗糙度的同時能夠有效抑制表層微裂紋的產生，延長零部件的疲勞壽命，總體提升了工件的表面質量。但是，隨著質量和要求的不斷提升，上述強化加工技術存在以下的不足：1、上述加工方法通過高壓氣體對研磨料進行輸送，并使得研磨料高速撞擊在工件表面，在實際加工中，如果想要獲得更高動能的研磨料，就要提高輸送氣體的壓力，但是受到相應的技術限制，輸送氣體壓力不能無上限地提高，使得加工效果難以保證。2、射流沖擊強化改性研磨加工過程由于技術受限，軸承加工時長較長，加工效率不高。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于現有高速噴射研磨加工設備加工效率不高，且加工效果難以保證。為了克服現有技術的缺陷，本發明提出一種基于激光輔助的射流沖擊強化改性研磨加工設備及方法，在待加工件加工過程中，激光輔助機構和高壓噴射機構相互配合，能夠在待加工件表面形成相互疊加的強化研磨層，從而大大提高了工件表面質量，同時也有助于縮短加工時間，提高加工效率。

為達此目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于激光輔助的射流沖擊強化改性研磨加工設備，包括：

箱體，箱體內開設有加工腔和容納腔；

激光輔助機構，激光輔助機構包括電源、激光器、套管、透鏡、反射鏡、激光處理器和聚焦器，容納腔側壁固設有電源和激光器，且電源和激光器電性連接，套管固設于加工腔頂部，且套管與激光器輸出端連接，套管內依次固設有透鏡和反射鏡，激光處理器固設于套管下方，且套管與激光處理器輸入端連通，激光處理器輸出端固設有聚焦器；

高壓噴射機構，高壓噴射機構包括加壓罐、加壓管、儲料斗、進料管和射流噴頭，加壓罐固設于容納腔底部，儲料斗設置于加壓罐一側，且加壓罐通過加壓管與儲料斗連通，進料管一端與儲料斗連通，進料管另一端延伸至加工腔內與射流噴頭固定連接；

以及設置于加工腔內用于夾持待加工件的夾持機構。

在本發明較佳的技術方案中，所述反射鏡傾斜設置。

在本發明較佳的技術方案中，所述儲料斗上還固設有放料斗，且放料斗頂端與所述加工腔連通。

在本發明較佳的技術方案中，所述加壓管上還固設有旋轉開關。