本技术介绍了一种集成多激光器的多轴车铣复合机床及其加工技术。该机床配备有第一和第二激光加工区域,以及X轴运动组件,分别搭载第一和第二激光加工组件及其相应的运动组件。本技术采用纳秒、皮秒、飞秒激光器进行粗加工、半精加工和精加工,通过多轴运动平台实现复合加工,能够一次性完成复杂型面的刀具加工。该技术显著提升了加工效率和质量,解决了传统激光加工在复杂型面刀具加工上的局限性,以及多次装夹导致的效率低下和质量不稳定问题,对提升国内高端刀具制造业具有显著意义。
背景技术
随着3C电子、汽车、模具、航空航天等领域高速发展,典型难加工材料被广泛应用,对加工质量及加工效率的要求也不断提高。为满足关键领域材料的加工需求,切削刀具材料向超硬方向发展,刀具型面趋于复杂,对精度与质量要求更高。由于刀具本身材料的难加工特性,采用金刚石砂轮磨削等传统加工方法制造超硬刀具、复杂形状刀具尤为困难,制造成本高、加工效率低、加工工艺极其复杂。
激光加工具有无接触、高能量、加工灵活、热影响区小、无材料选择性等特点,成为国内外代替传统难加工材料加工方式的重要手段。激光加工装备水平是制约先进激光加工技术发展的关键。国外高端激光加工机床制造商GF、DMG MORI、C.B.Ferrari和EWAG等主要采用纳秒或皮秒单一激光进行激光铣削加工,而国内牧激机床主要采用单一激光进行车削加工。另外,专利201710958233.6公开了一种组合式多功能激光加工机床,将传统机械加工与激光加工方法集合在一台机床,主要用于材料的钻孔、切割、铣削加工,无法满足复杂型面刀具激光车铣复合等加工。目前国际上激光机床主要适用于激光切割、打孔和表面纹理加工,尚未有具有整体专用系统设计且满足复杂型面刀具粗、精加工以及车铣复合加工等应用刀具要求的激光机床。
针对复杂型面刀具的激光加工要求以及激光加工机床现状,亟需设计研制组合式激光加工机床,兼顾纳秒、皮秒和飞秒等不同特性激光的加工效率与加工质量,并通过运动轴设计进行车铣复合加工,实现一次装夹加工成型。
实现思路