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