The invention is a laser assisted diamond cutting processing method and processing system. The laser beam guided by this method focuses on the cutting path of the workpiece surface. The laser heating the workpiece to soften the material of the cutting part, the diamond cutting head follows the laser focusing spot, and cuts the area after heating. The lower end of the diamond cutting device is connected with the diamond cutting head through a fixed clamp. The laser beam is guided by the guided fiber to the laser head, and the laser beam is focused on the workpiece surface. The point of the diamond cutting head contact with the workpiece surface is distance to the focus of the surface of the workpiece by the laser beam. The guiding optical fiber is installed in the protective housing of the regulating structure so as to adjust the laser beam. After laser heating, the strength of the material is reduced, the cutting difficulty is reduced, and the groove cutting edge and crack defects can be reduced, and the machining efficiency can also be improved.
【技术实现步骤摘要】
一种激光辅助金刚石划切加工的方法和加工系统
本专利技术涉及超硬脆性材料的微损伤加工技术,具体为一种激光辅助金刚石划切加工的方法和加工系统,激光加热降低工件表面加工路径上的材料强度,以利于金刚石划切加工。
技术介绍
金刚石划切加工脆硬材料是常用的方法,金刚石刀具作用于工件表面,接触产生的压力作用使划切路径上的材料产生塑性变形、滑移,进而使材料破坏分离完成划切加工。由于金刚石莫氏硬度可达9以上,热性能稳定且熔点高于3500摄氏度,长期应用于硬脆材料划切加工,具有划切速度高的特点。但是金刚石划切加工过程中,由于机械冲击的影响,工件切槽两侧面常常产生崩边、裂纹,切槽表面形态难以保持完整、存在缺陷。降低金刚石划切进给速度等方法可以部分降低金刚石划切加工槽的缺陷率,但人们一直在寻找比目前的金刚石划切更加省时高效、且高精度的加工方法。激光切槽也是常用的脆硬材料加工方法之一。激光能量能汇聚于极小的面积上,获得高能量密度,使工件局部材料受热升温,瞬间汽化,去除受热处的材料,完成加工。但激光能量集中累积在材料加工区域周围,会对工件造成热损伤。激光加热材料相变时压力急剧升高,汽化和液化的材料溅射形成凝固物质颗粒,附着于切槽或工件表面,影响加工质量。而且加工过程中高温产生的等离子体会对激光产生屏蔽作用,降低激光能量的利用效率。再者,目前高精度加工的工件厚度变得越来越薄,材料对机械冲击和热冲击也越来越敏感,激光加工中所产生的热损伤及微裂纹、微孔等缺陷也更易扩展,影响工件服役的寿命。显然当前的激光加工也存在着难以克服的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是设计一种激光辅助金刚石划切加工 ...
【技术保护点】
1.一种激光辅助金刚石划切加工的方法,工件固定于三维可调的工作台台面上,金刚石划切装置的金刚石划切头作用于工件表面的划切路径上进行加工,其特征在于:导引光纤(5)导引的激光束(3)聚焦于工件(2)表面的划切路径上,金刚石划切头(12)紧随激光聚焦光斑,二者协同进行加工。
【技术特征摘要】
1.一种激光辅助金刚石划切加工的方法,工件固定于三维可调的工作台台面上,金刚石划切装置的金刚石划切头作用于工件表面的划切路径上进行加工,其特征在于:导引光纤(5)导引的激光束(3)聚焦于工件(2)表面的划切路径上,金刚石划切头(12)紧随激光聚焦光斑,二者协同进行加工。2.根据权利要求1所述的激光辅助金刚石划切加工的方法,其特征在于:所述激光的波长为200nm~1064nm,激光能量密度为10J/cm2~30J/cm2,脉宽100ns~500ns,重复频率10kHz~60kHz。3.根据权利要求1所述的激光辅助金刚石划切加工的方法,其特征在于:所述金刚石划切头(12)接触工件(2)表面的点与激光束(3)在工件(2)表面的聚焦点的水平距离为(1~9)×10μm~(1~5)×102μm。4.根据权利要求1所述的激光辅助金刚石划切加工的方法,其特征在于:所述金刚石划切头(12)的划切速度为0.2m/s~2m/s。5.根据权利要求1所述的激光辅助金刚石划切加工的方法,其特征在于:所述金刚石划切头(12)的划切深度为100nm~500μm。6.根据权利要求1至5中任一项所述的激光辅助金刚石划切加工的方法设计的一种激光辅助金刚石划切加工系统,其特征在于:包括金刚石划切装置和放置工件的工作台(1),三维可调的工作台(1)台面为水平面,...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘清原,龙芋宏,黄宇星,鲍家定,周嘉,赵要武,焦辉,
申请(专利权)人:桂林电子科技大学,
类型:发明
国别省市:广西,45
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