激光光整加工车床的制作方法

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激光光整加工车床的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及机械加工领域,尤其涉及一种激光光整加工车床。
【背景技术】
[0002]回转体零件的切削、磨削加工是应用非常广泛的加工手段,但是在一些特殊的行业,由于零件表面质量要求较高,常常需要做后续的光整加工。
[0003]机械方式的光整加工过程中刀具的消耗,润滑液的使用一方面极大地增加了加工成本,另一方面很多润滑液都是环境不友好型的,会对环境造成污染,操作人员人身健康造成威胁。并且零件表面微观上不容易得到圆滑的微凸凹表面。
[0004]激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学,随着激光技术的发展,在材料加工方面,已逐步形成了一系列親新的激光加工方法--统称激光加工(Lasser Beam
Machining简称IBM)。激光加工可以用于打孔、切割、打标、焊接、热处理、以及激光雕刻等各个领域。由于激光加工不需要加工工具、而且加工速度快、表面变形小、可以加工各种材料,已经在生产实践领域中愈来愈多地显示了它的优越性,越来越受到人们的重视。激光加工是利用光的能量,经过透镜焦聚,在焦点上达很高的能量密度,依靠光热效应来加工各种材料。
[0005]机械加工行业里,金属零件或其他材质的零件的切削加工中,有些材料特别难加工比如航空制造业里的高温合金,陶瓷材料等等,加工过程中刀具使用寿命低,切削质量也不容易保证,如果可以使用高能激光取代传统刀具,就可以解决刀具消耗大和切削热以及切削力影响加工质量的问题,并且可以加工传统切削手段所难以加工的材料,比如玻璃、陶咨绝绝
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[0006]有鉴于上述的缺陷,本设计人,积极加以研究创新,以期创设一种激光光整加工车床,使其更具有产业上的利用价值。
【实用新型内容】
[0007]为解决上述技术问题,本实用新型的目的是提供一种利用激光取代传统的车刀,避免使用润滑液,能够提高加工效率,保证加工质量的激光光整加工车床。
[0008]本实用新型提出的一种激光光整加工车床,其特征在于:包括床身水箱、激光刀头、主轴箱和尾座,所述主轴箱和尾座均固定在所述床身水箱上,所述主轴箱和尾座相对设置且位于同一直线上,所述主轴箱和尾座之间留有供工件夹持存放的空间,所述激光刀头沿X轴、Y轴和Z轴三个方向活动连接在所述床身水箱上。
[0009]作为本实用新型的进一步改进,所述主轴箱和尾座固定在所述床身水箱的前端两侧,所述床身水箱的后端两侧分别竖直固定一立柱。
[0010]作为本实用新型的进一步改进,还包括一横梁,所述横梁沿Z轴方向移动连接在所述立柱上。
[0011]作为本实用新型的进一步改进,还包括一悬臂,所述悬臂沿Y轴方向连接在所述横梁上,所述悬臂与所述横梁垂直。
[0012]作为本实用新型的进一步改进,所述激光刀头沿X轴方向移动连接在所述悬臂的下方。
[0013]作为本实用新型的进一步改进,所述激光刀头的外壁上设有一接气口,所述接气口与所述激光刀头的内部连通,所述激光刀头上设有喷咀。
[0014]借由上述方案,本实用新型至少具有以下优点:通过激光刀头发射激光,利用激光取代传统的车刀,能够解决传统刀具消耗大和切削热以及切削力影响加工质量的问题,能够大幅度提高加工效率,保证加工质量,同时避免使用润滑液,保护工作环境,使工作人员的健康得到保障,激光聚焦后,光能转化为热能,几乎可以熔化、气化任何材料,从而可以加工传统切削手段所难以加工的材料,使应用更加广泛。
[0015]上述说明仅是本实用新型技术方案的概述,为了能够更清楚了解本实用新型的技术手段,并可依照说明书的内容予以实施,以下以本实用新型的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型激光光整加工车床的结构示意图;
[0017]图2为本实用新型中激光刀头的结构示意图;
[0018]其中:1-横梁;2-立柱;3-悬臂;4-尾座;5-工件;6_主轴箱;7_床身水箱;8_激光刀头;9-接气口; 10-喷咀。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例,对本实用新型的【具体实施方式】作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型,但不用来限制本实用新型的范围。
[0020]实施例:一种激光光整加工车床,包括床身水箱7、激光刀头8、主轴箱6和尾座4,所述主轴箱和尾座均固定在所述床身水箱上,所述主轴箱和尾座相对设置且位于同一直线上,所述主轴箱和尾座之间留有供工件5夹持存放的空间,所述激光刀头沿X轴、Y轴和Z轴三个方向活动连接在所述床身水箱上。
[0021 ]床身水箱中存放吸收多余激光能量的黑色液体,比如碳素墨水等,用以吸收激光切除工件材料后,多余光束的能量,以保证机床安全;根据需要可以在切削区的侧面设置集尘、吸气和除烟装置,用以除去汽化的金属烟尘,保证切削的顺利进行。
[0022]所述主轴箱和尾座固定在所述床身水箱的前端两侧,所述床身水箱的后端两侧分别竖直固定一立柱2。
[0023]还包括一横梁I,所述横梁沿Z轴方向移动连接在所述立柱上。
[0024]还包括一悬臂3,所述悬臂沿Y轴方向连接在所述横梁上,所述悬臂与所述横梁垂直。
[0025]所述激光刀头沿X轴方向移动连接在所述悬臂的下方。
[0026]所述激光刀头的外壁上设有一接气口9,所述接气口与所述激光刀头的内部连通,所述激光刀头上设有喷咀10。
[0027]该激光光整加工车床的工作方式为:工件如同在普通车床上一样,夹持在主轴箱和尾座之间,根据加工精度要求和材料状况,以一定的速度旋转,激光刀头如同普通车刀一样沿工件轴向运动,以高能激光束取代传统车刀去除零件余量,同时根据加工需要可以在激光刀头内通入相应气体,比如惰性保护气体等使其与激光束共同作用在工件加工区域,以对加工区域形成惰性保护氛围,完成切削加工工作。其中悬臂可以沿横梁左右移动,实现切削的轴向进给;横梁可以沿立柱上下移动,激光刀头可以沿悬臂前后移动,实现激光刀头能够沿X轴、Y轴和Z轴三个方向任意移动,保障切削的径向竟进给,能够适应不同直径的工件。
[0028]激光聚焦后,光能转化为热能,几乎可以熔化、气化任何材料。例如耐热合陶瓷,英石,金刚石等硬脆材料都能加工;激光光斑大小可以焦聚到微米级,输出功率可以调节,因此可用以精密微细加工;加工所用工具是激光束,是非接触加工,所以没有明显的机械力,没有工具损耗问题。加工速度快,热影响区小,容易实现加工过程自动化;和电子束加工等比较起来,激光加工装置比较简单,不要求复杂的抽真空装置;激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工,影响因素很多,因此,精微加工时,精度,尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证,必须进行反复试验,寻找合理的参数,才能达到一定的加工要求加工中产生的金属气体及火星等飞溅物,要注意通风抽走,操作者应戴防护镜。
[0029]激光光整加工车床工作举例:比如切削一直径40mm长300mm的陶瓷圆棒,如使用普通车床系统基本是无法进行加工的,现在使用本实用新型的激光光整加工车床,加工步骤如下:
[0030]一:将工件装夹到激光光整加工车床上;
[0031 ] 二:根据工件材质调节激光功率和激光聚焦状态;
[0032]三:根据激光参数和工件材料选择相应的加工参数如工件转速,激光刀头沿轴向和径向的进给速度等;
[0033]四:根据需要决定是否开启惰性保护气体的供给;
[0034]五:根据需要决定是否开启除尘装置;
[0035]六:设置好相关参数,调整好机床状态后,开机,工件旋转后开始用激光进行加工;
[0036]七:加工外圆完成后,根据需要调节激光进行端面加工和工件切断;
[0037]八:最后关机取下工件。
[0038]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式,并不用于限制本实用新型,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本实用新型技术原理的前提下,还可以做出若干改进和变型,这些改进和变型也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种激光光整加工车床,其特征在于:包括床身水箱、激光刀头、主轴箱和尾座,所述主轴箱和尾座均固定在所述床身水箱上,所述主轴箱和尾座相对设置且位于同一直线上,所述主轴箱和尾座之间留有供工件夹持存放的空间,所述激光刀头沿X轴、Y轴和Z轴三个方向活动连接在所述床身水箱上。2.根据权利要求1所述的激光光整加工车床,其特征在于:所述主轴箱和尾座固定在所述床身水箱的前端两侧,所述床身水箱的后端两侧分别竖直固定一立柱。3.根据权利要求2所述的激光光整加工车床,其特征在于:还包括一横梁,所述横梁沿Z轴方向移动连接在所述立柱上。4.根据权利要求3所述的激光光整加工车床,其特征在于:还包括一悬臂,所述悬臂沿Y轴方向连接在所述横梁上,所述悬臂与所述横梁垂直。5.根据权利要求4所述的激光光整加工车床,其特征在于:所述激光刀头沿X轴方向移动连接在所述悬臂的下方。6.根据权利要求5所述的激光光整加工车床,其特征在于:所述激光刀头的外壁上设有一接气口,所述接气口与所述激光刀头的内部连通,所述激光刀头上设有喷咀。
【专利摘要】本实用新型公开了一种激光光整加工车床,包括床身水箱、激光刀头、主轴箱和尾座,所述主轴箱和尾座均固定在所述床身水箱上,所述主轴箱和尾座相对设置且位于同一直线上,所述主轴箱和尾座之间留有供工件夹持存放的空间,所述激光刀头沿X轴、Y轴和Z轴三个方向活动连接在所述床身水箱上。通过激光刀头发射激光,利用激光取代传统的车刀,能够解决传统刀具消耗大和切削热以及切削力影响加工质量的问题,能够大幅度提高加工效率,保证加工质量,同时避免使用润滑液,保护工作环境,使工作人员的健康得到保障,激光聚焦后,光能转化为热能,几乎可以熔化、气化任何材料,从而可以加工传统切削手段所难以加工的材料,使应用更加广泛。
【IPC分类】B23K26/36
【公开号】CN205271145
【申请号】CN201520943897
【发明人】胡增荣, 孙茜, 陈长军, 张敏, 王晓南, 郭华锋, 徐家乐, 秦兰兰, 严凯
【申请人】苏州大学
【公开日】2016年6月1日
【申请日】2015年11月24日
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