(19)中华人民共和国国家知识产权局
(12)发明专利说明书
(10)申请公布号 CN 112935559 A
(43)申请公布日 2021.06.11
(21)申请号 CN202110250279.9
(22)申请日 2021.03.08
(71)申请人 长沙理工大学
    地址 410114 湖南省长沙市天心区长沙理工大学云塘校区汽车与机械工程学院
(72)发明人 毛聪 曹耀强 唐伟东 唐昆 彭关清 胡永乐 黄钰彬 李想
(74)专利代理机构
    代理人
(51)Int.CI
      B23K26/36(20140101)
      B23K26/08(20140101)
      B23K26/14(20140101)
                                                                  权利要求说明书 说明书 幅图
(54)发明名称
      基于超短脉冲水导激光的成型砂轮制造方法
(57)摘要
      本发明公开了基于超短脉冲水导激光的成型砂轮制造方法。其特征是将皮秒级的超短脉冲激光和水导设备结合，通过激光加工工艺制备麻花钻螺旋槽磨削用成型砂轮。其制备方法为：通过激光径向加工工艺对圆柱毛胚进行粗加工，烧蚀去除部分磨料；采用激光准正切技术实现对样品磨料的快速去除，在准正切粗加工阶段烧蚀加工出成型砂轮所需的复杂型面；通过准正切精加工提高样品的加工质量和精度；最后径向锐化步骤是利用激光在水柱内能量密度均布，去除掉部分金属结合剂，使砂轮磨粒凸出高度基本一致。本发明显著提高了复杂型面砂轮的制造精度，能够保证磨粒凸出高度相近，还能有效地防止金刚石磨粒的石墨化，提高砂轮的表面质量和使用寿命。
法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
汽车零部件加工法律状态
2021-06-11
公开
公开
2022-03-08
实质审查的生效IPC(主分类):B23K26/36专利申请号:2021102502799申请日:20210308
实质审查的生效
2023-02-28
发明专利申请公布后的撤回IPC(主分类):B23K26/36专利申请号:2021102502799申请公布日:20210611
发明专利申请公布后的撤回
权 利 要 求 说 明 书
1.基于超短脉冲水导激光的成型砂轮制造方法,该砂轮是由轮毂(7)、磨料层(8)组成,磨料层(8)包含金属结合剂(11)和金刚石磨粒(12),磨料层(8)的工作面为复杂型面(13),其特征在于,制造步骤如下:
步骤一,径向粗加工:将轮毂(7)外层烧结有磨料层(8)的样品(10)的圆柱毛胚安装在数控机床主轴上,调整超短脉冲水导激光器位置,使激光束(5)能够径向入射在样品(10)的正上方;启动水导激光器和数控机床,调整水导激光器的平均功率和数控机床的运动参数,激光与样品(10)外圆周的相对运动路径即激光路径(9)呈螺旋状;激光束(5)将样品(10)外圆周烧蚀去除一层磨料层(8),每次蚀除磨料层(8)的厚度为5.5~6μm,重复50~200次;水射流(6)将蚀除材料冲走并起冷却作用,从而避免了磨料层(8)的热损伤;
步骤二,准正切粗加工:调整超短脉冲水导激光器位置使得激光束(5)相对于样品(10)准正切入射,即激光束(5)从与样品(10)呈正切状态向样品(10)中心偏移一定距离,使部分激光束(5)与磨料层(8)耦合,实现磨料层(8)的快速去除;调整超短脉冲水导激光器的平均功率和数控机床的运动参数,使激光束按照预设程序进行成型砂轮的复杂型面(13)的烧蚀加工,激光束(5)沿着成型砂轮的复杂型面(13)烧蚀去除一层磨料层(8),每次蚀除磨料层(8)的厚度为9~11μm,重复20~50次;
步骤三,准正切精加工:保持超短脉冲水导激光器的平均功率不变,调整数控机床的运动参数,继续使激光束(5)沿着成型砂轮复杂型面(13)烧蚀去除一层磨料层(8),每次蚀除磨料层(8)的厚度为0.9~1.1μm,重复30~50次;与
准切向粗加工相比,去除磨料层(8)的厚度大大降低,确保了样品(10)的加工质量和加工精度;因数控机床的主轴转速提高、进给速度降低,所以激光束(5)在样品(10)复杂型面(13)上的速度提高,从而减少了激光脉冲重叠,进一步保证了样品(10)的加工质量和加工精度;