[發(fā)明專利]一種激光燒蝕與銑削復(fù)合加工鈦合金的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202211312774.9
• 申請日: 2022-10-25
• 公開（公告）號(hào): CN115870698A
• 公開（公告）日: 2023-03-31
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王站峰;袁軍;朱云鵬;魯金忠;羅開玉
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇麥博納傳動(dòng)技術(shù)有限公司;江蘇大學(xué)
• 主分類號(hào): B23P15/00
• 分類號(hào): B23P15/00
• 代理公司: 泰州地益專利事務(wù)所 32108
• 代理人: 翟松泉

1.一種激光燒蝕與銑削復(fù)合加工鈦合金的方法，其特征在于：首先對鈦合金工件(1)表面進(jìn)行激光燒蝕，在加工表面上形成預(yù)制表面織構(gòu)，同時(shí)銑刀(2)在PLC控制器(5)的控制下，沿指定路徑進(jìn)行銑削加工，從而實(shí)現(xiàn)鈦合金材料的有效加工，其具體步驟如下：

步驟一，對鈦合金工件(1)表面進(jìn)行預(yù)處理：首先對鈦合金工件(1)表面進(jìn)行機(jī)械拋光，機(jī)械拋光后工件表面粗糙度≤20nm，之后采用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的高氯酸+甲醇+乙二醇溶液進(jìn)行電解拋光，電解拋光后工件表面粗糙度≤10nm，最后通過無水乙醇對表面進(jìn)行清洗；

步驟二，激光燒蝕：PLC控制器(5)的其中一輸出端與激光器的控制端相連接，通過PLC控制器(5)控制激光器沿“S”字型掃描路徑進(jìn)行燒蝕，在鈦合金工件(1)的待加工表面上形成預(yù)制表面織構(gòu)，使工件表面結(jié)構(gòu)化；

步驟三，銑削加工，PLC控制器(5)的另一輸出端與驅(qū)動(dòng)電機(jī)相連接，驅(qū)動(dòng)電機(jī)與控制主軸為傳動(dòng)連接，首先PLC控制器(5)控制主軸(3)，將直徑為600μm的銑刀移動(dòng)指定位置，銑削深度為30-100μm，隨后PLC控制器(5)通過控制驅(qū)動(dòng)電機(jī)帶動(dòng)銑刀作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和進(jìn)給運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)速度為20000-40000r/min，進(jìn)給速度為1.0mm/s，然后銑刀(2)對激光燒蝕處理的鈦合金工件(1)表面進(jìn)行銑削加工；

步驟四，重復(fù)步驟二和步驟三，對鈦合金工件(1)進(jìn)行逐層激光燒蝕以及逐層銑削去除或逐層激光燒蝕以及單次銑削去除，完成復(fù)合加工；

步驟五，最后關(guān)閉皮秒脈沖型激光器(4)，銑刀(2)進(jìn)行退刀作業(yè)，關(guān)閉主軸(3)，關(guān)閉PLC控制器(5)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光燒蝕與銑削復(fù)合加工鈦合金的方法，其特征在于步驟一中質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60％的高氯酸+甲醇+乙二醇溶液中高氯酸、甲醇和乙二醇之間的體積比為6:39:35，電解拋光電壓為38V，拋光時(shí)間為5-15s，對電極為不銹鋼。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光燒蝕與銑削復(fù)合加工鈦合金的方法，其特征在于步驟二中激光器設(shè)置為皮秒脈沖型激光器(4)，皮秒脈沖型激光器(4)產(chǎn)生的激光參數(shù)為激光光斑(6)直徑為15μm；頻率為1MHz；脈寬為100nm；功率為6-10W；掃描速度為1.0-1.2m/s。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光燒蝕與銑削復(fù)合加工鈦合金的方法，其特征在于步驟二中的預(yù)制表面織構(gòu)為燒蝕凹坑陣列、直線溝槽陣列、曲線溝槽陣列中的一種或多種組合。

5.根據(jù)權(quán)利要求4述的激光燒蝕與銑削復(fù)合加工鈦合金的方法，其特征在于直線溝槽陣列(7)為橫向直線溝槽陣列、豎向直線溝槽陣列、斜向直線溝槽陣列中的一種或多種組合。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或4述的激光燒蝕與銑削復(fù)合加工鈦合金的方法，其特征在于所述預(yù)制表面織構(gòu)的寬度小于銑刀(2)直徑以及預(yù)制表面織構(gòu)的深度小于銑削深度。