一种激光辅助砂轮端面干磨削的方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110757274A(43)申请公布日2020.02.07(21)申请号201911072855.4(22)申请日2019.11.05(71)申请人南通大学地址226019江苏省南通市啬园路9号(72)发明人张华郝德胜朱伟(74)专利代理机构南京汇盛专利商标事务所(普通合伙)32238代理人吴静安(51)Int.Cl.B24B7/16(2006.01)B24B1/00(2006.01)B23K26/00(2014.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种激光辅助砂轮端面干磨削的方法及装置(57)摘要本发明公开了一种激光辅助砂轮端面干磨削的方法及装置，本发明采用激光辅助砂轮端面干磨削的方法，其主要原理是激光束在待加工表面高速螺旋回转，对待加工材料预热，使待磨削材料在短时间内迅速升温软化，降低表面维氏硬度。激光辅助砂轮端面干磨削通过对难切削材料进行预热，一方面可以降低材料的屈服强度，减少加工过程中砂轮的磨损，另一方面可以减少砂轮与工件的冲击，改善加工表面质量，延长砂轮使用寿命，减少表面烧伤，提高加工效率。CN110757274ACN110757274A权利要求书1/1页1.一种激光辅助砂轮端面干磨削的方法，其特征在于：激光器连续发出的激光束通过偏振器并从环形砂轮的旋转中心聚焦于加工件的加工面，通过激光束由内向外的螺旋回转，对加工件表面进行预热使加工件表面的维氏硬度降低，同时环形砂轮作旋转运动和进给运动。2.根据权利要求1所述激光辅助砂轮端面干磨削的方法，其特征在于：所述激光器连续发出的激光束为CO2激光，功率为50-400W，光斑直径为2mm，激光束螺旋回转的最大回转半径为35mm，最小回转半径为2.5mm，回转速度为1-40r/s。3.根据权利要求1所述激光辅助砂轮端面干磨削的方法，其特征在于：所述激光束对加工件表面预热使加工件表面的维氏硬度降低至120-180HV。4.一种激光辅助砂轮端面干磨削的装置，其特征在于：包括机座（1）、工作台（7）、环形砂轮（30）、激光器（13）、聚焦透镜（38）和偏振器，所述工作台（7）设置在机座（1）上，并可在机座（1）上作X、Y方向的二维运动，环形砂轮（30）可转动和可轴向移动地设置在机座（1）上，激光器（13）发出的激光束通过偏振器后作螺旋回转并射入聚焦透镜（38），经聚焦透镜（38）聚焦后从环形砂轮（30）的旋转中心射出。5.如权利要求4所述的激光辅助砂轮端面干磨削的装置，其特征在于：所述激光器（13）通过偏振器中作旋转运动的X偏振镜（36）和Y偏振镜（37）偏振后作螺旋回转。6.如权利要求5所述的激光辅助砂轮端面干磨削的装置，其特征在于：所述机座（1）的后侧固定有支撑架（22），在支撑架（22）上固定连接振镜安装座（11），所述振镜安装座（11）上固定连接有X偏振电机（33）和Y偏振电机（34），X偏振电机（33）与Y偏振电机（34）的转轴对应与X偏振镜（36）和Y偏振镜（37）固定连接，所述激光器（13）固定于支撑架（22）上。7.如权利要求6所述的激光辅助砂轮端面干磨削的装置，其特征在于：所述支撑架（22）上设有主电机（17）、主轴箱（27）和主轴（10），所述主轴（10）转动连接在主轴箱（27）内，主电机（17）驱动主轴（10）在主轴箱（27）内转动。8.如权利要求7所述的激光辅助砂轮端面干磨削的装置，其特征在于：所述主轴（10）为中空的阶梯轴，环形砂轮（30）通过法兰盘（31）固定连接在主轴（10）的底端，激光器（13）发出的激光束通过主轴（10）并从环形砂轮（30）的旋转中心射出。9.如权利要求6所述的激光辅助砂轮端面干磨削的装置，其特征在于：所述支撑架（22）上固定连接有电动丝杠升降机，所述主电机（17）和主轴箱（27）固定连接在电动丝杠升降机的自由端，且主电机（17）通过皮带轮和皮带的联动驱动主轴（10）在主轴箱（27）内转动。10.如权利要求4所述的激光辅助砂轮端面干磨削的装置，其特征在于：所述机座（1）设有X轴电动丝杠移动机和Y轴电动丝杠移动机，X轴电动丝杠移动机固定连接在Y轴电动丝杠移动机的自由端，所述工作台（7）固定连接在X轴电动丝杠移动机的自由端。2CN110757274A说明书1/3页一种激光辅助砂轮端面干磨削的方法及装置[0001]技术领域：本发明涉及一种激光辅助砂轮端面干磨削的方法及装置。[0002]背景技术：随着航空航天、汽车制造、海洋工业等领域的迅猛发展，各行业对产品零部件的材料性能、加工质量和加工效率等的需求也越来越高，硬质合金、镍基高温合金等这些高性能的工程材料虽然具有良好的机械性能，但因其加工性能较差，在机械加工领域属于难切削材料。[0003]常规的端