基于贝塞尔光束的金刚石刀具刃口的加工方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于贝塞尔光束的金刚石刀具刃口的加工方法及其系统，方法包括：通过预设位移平台调整待加工的金刚石刀具的位置；通过激光器输出预设激光参数的超快激光；利用激光光路系统将超快激光由高斯光束整形为无衍射的贝塞尔光束；在位移平台的调整下，贝塞尔光束与金刚石刀具的待加工刀面平行，并使贝塞尔光束以切向加工的方式烧蚀金刚石刀具，限制沉积在待加工刀面上的激光能量，加工前后刀面以形成刀具刃口；在加工过程中，通过预设同轴观测系统进行实时监测。本方案借助贝塞尔光束的无衍射特性，以切向加工的方式形成刀面和刃口，限制沉积在加工面上的激光能量，有效提高了金刚石刀具刃口的加工效率和加工质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
基于贝塞尔光束的金刚石刀具刃口的加工方法及其系统


[0001]本专利技术涉及金刚石刀具加工领域，特别涉及一种基于贝塞尔光束的金刚石刀具刃口的加工方法及其系统。

技术介绍

[0002]随着我国工业技术的发展，机械制造业已经成为我国的一大经济支柱。超精密加工技术在现代机械制造领域占有重要地位，航空航天、国防等尖端技术以及3C产品、光学系统元件、分析检测设备、生物及医学应用等方面都离不开超精密加工技术。超精密加工刀具是机械加工过程中十分关键的基础部件，被誉为切削加工设备的“牙齿”。
[0003]超精密加工刀具一般指金刚石刀具，这是因为金刚石刀具具有高硬度、高耐磨性、高热导率、低摩擦系数等优异特性并且可以加工出极其锋利的切削刃。刃口加工技术对于金刚石刀具而言至关重要，直接影响刀具的加工质量和效率。但是金刚石刀具由于极度硬脆的材料特性，其刃口加工一直面临很大的技术挑战。
[0004]目前金刚石刀具刃口加工通常采用的是机械刃磨的方法，在铸铁盘上涂覆金刚石磨粒，通过对磨实现材料去除，但是该方法严重依赖人工经验，无法加工曲线形刀具刃口，且由于存本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于贝塞尔光束的金刚石刀具刃口的加工方法，其特征在于，加工方法包括如下：通过预设位移平台调整待加工的金刚石刀具的位置；通过预设激光器输出预设激光参数的超快激光；利用预设激光光路系统将超快激光由高斯光束整形为无衍射的贝塞尔光束；在所述位移平台的调整下，贝塞尔光束与金刚石刀具的待加工刀面平行，并使贝塞尔光束以切向加工的方式烧蚀金刚石刀具，限制沉积在待加工刀面上的激光能量，加工前后刀面以形成刀具刃口；通过预设同轴观测系统进行加工过程的实时监测。2.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在所述激光光路系统中，具体包括：超快激光经过预设扩束镜完成扩束和准直处理后，进入反射镜机构进行光路抬升和光斑中心位置调节；将所述反射镜机构输出的超快激光由高斯光束整形为贝塞尔光束；通过高倍物镜进一步聚焦贝塞尔光束，以获得更小光斑直径的贝塞尔光束。3.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，通过轴锥镜、环缝
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透镜或空间光调制器将反射镜机构输出的超快激光由高斯光束整形为无衍射的贝塞尔光束。4.根据权利要求2所述的加工方法，其特征在于，在所述同轴观测系统中，具体包括：预设LED灯输出的可见光通过分束镜输出至预设二向色镜；通过所述二向色镜将贝塞尔光束完全反射至所述高倍物镜，将所述LED灯输出的可见光完全透射至所述高倍物镜；通过所述高倍物镜对加工表面反射的可见光聚焦成像；通过预设相机传感器收集加工表面的可见光信号，传输至计算机进行实时监测。5.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，在所述位移平台中，具体包括：通过预设x轴模组、预设y轴模组、预设z轴模组分别调整金刚石刀具在预设x轴方向、预设y轴方向、预设z轴方向上的位置，以实现精准定位；通过预设旋转装置旋转调整金刚石刀具的姿态，以实现贝塞尔光束与金刚石刀具的待加工刀面平行。6.根据权利要求1所述的加工方法，其特征在于，加工方法还包括：通过预设计算机作为控制中心，调整所述激光器的激光参数、控制所述位移平台的运动、以及控制所述同轴观测系统的监测过程；通过预设光束整形装置改变超快激光的...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩慧莉，张璧，肖煜凡，周聪，
申请(专利权)人：南方科技大学，
类型：发明
国别省市：