一种适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法技术

本发明专利技术涉及一种适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法，根据待加工材料特性选择合适的激光类型及参数，对激光加热待加工材料温度分布进行仿真确定激光离焦量及激光斑点与砂轮磨削区域的相对位置，采用修整后的V形或圆弧砂轮在合适的磨削参数下对待加工材料进行点磨削加工。解决了难加工材料点磨削加工过程中砂轮尖端易磨损、加工表面质量差的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法
本专利技术涉及磨削领域，尤其涉及难加工材料的激光辅助点磨削加工技术。
技术介绍
激光辅助加工最早用于硬质材料的激光辅助车削。激光束直接聚焦于刀具切削区域的前面以预先软化待加工材料，可以降低硬脆材料(Si3N4,SiC,ZrO2,Al2O3,光学玻璃等)加工表面的断裂倾向或促进高温合金、Ti合金已加工表面的均匀化变形。激光辅助切削加工可有效提高难加工材料的加工效率，改善加工表面质量并降低刀具磨损。除了难加工材料的激光辅助车削，激光辅助铣削、激光辅助电化学加工及激光辅助射流加工技术也已被用于难加工材料的精密加工。点磨削作为一种新的磨削加工技术，适用于结构表面及复杂表面的加工。该工艺过程来源于CNC车削加工，通过伺服机构及滚珠丝杠驱动加工设备各轴的同步运动，可以采用同一把砂轮实现成型加工、端面加工、切割等。在点磨削过程中，所使用的砂轮具有尖锐的工作区域，其与工件为点接触。在高转速及精密参数下的磨削过程中，其接触区域可认为恒定，与单点金刚石切削过程相似，因此也被称作单点磨削。但是，由于点磨削过程中砂轮参与材料去除的有效区域小，磨损速度快。专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：根据所需加工的难加工材料特性，选择激光类型；步骤二：在选用的激光辐照参数下，对激光光斑预加热材料的温度分布进行仿真，在此基础上确定合适的激光离焦量及激光光斑和砂轮磨削区域的距离L；步骤三：根据所使用的激光器及砂轮，搭建激光辅助点磨削加工平台；步骤四：采用修整器对砂轮进行修整获得尖锐的磨削边缘；所述的砂轮为V形砂轮或圆弧砂轮；步骤五：根据步骤二确定的激光辐照区域的温度分布状况，选择合适的点磨削深度，根据材料的不同选择砂轮进给速度及砂轮转速；磨削进给方向为直线或螺旋线进给。

【技术特征摘要】
1.一种适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：根据所需加工的难加工材料特性，选择激光类型；步骤二：在选用的激光辐照参数下，对激光光斑预加热材料的温度分布进行仿真，在此基础上确定合适的激光离焦量及激光光斑和砂轮磨削区域的距离L；步骤三：根据所使用的激光器及砂轮，搭建激光辅助点磨削加工平台；步骤四：采用修整器对砂轮进行修整获得尖锐的磨削边缘；所述的砂轮为V形砂轮或圆弧砂轮；步骤五：根据步骤二确定的激光辐照区域的温度分布状况，选择合适的点磨削深度，根据材料的不同选择砂轮进给速度及砂轮转速；磨削进给方向为直线或螺旋线进给。2.权利要求1所述的适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法，其特征在于，步骤一中，激光类型的选择原则是对于工程陶瓷类难加工材料，采用波长为紫外或深紫外激光；对于高温合金与钛合金类难加工材料采用波长为1060nm的CO2或YAG激光，脉冲宽度为纳秒或毫秒。3.权利要求1所述的适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法，其特征在于，步骤三中，激光辅助点磨削加工平台是：工件安装于旋转工作台上，激光沿待加工区域一侧入射，超硬磨料砂轮在激光辐照区后方L处进行磨削加工，L是激光光斑和砂轮磨削区域的距离。4.权利要求3所述的适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法，其特征在于超硬磨料砂轮位姿有两种布局，一种是砂轮线速度与工件线速度平行的布局方式，另一种是线速度与工件线速度垂直的布局方式。5.权利要求1所述的适用于难加工材料的激光辅助点磨削加工方法，其特征在于，步骤三的仿真过程为：由能量守恒定律和傅里叶定律，采...

【专利技术属性】
技术研发人员：张全利，张振，徐九华，傅玉灿，苏宏华，丁文锋，陈燕，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32