CN110587117A - 一种超硬脆材料的加工装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于超硬脆材料加工技术领域，提供了一种超硬脆材料的加工装置，还提供了一种超硬脆材料的加工方法，主要通过激光切割出切割道，之后通过超声波加工装置沿切割道进行进一步加工。本发明的有益效果为：通过激光切割形成光滑的边缘，结合超声波振动切割进一步对多余物料进行加工，可以高质量的完成对超硬脆材料的加工，并且有效保证超硬脆材料的加工边缘质量，尤其适用于超硬脆材料深孔内槽加工。

Description

一种超硬脆材料的加工装置及方法

技术领域

本发明涉及一种超硬脆材料的加工装置，本发明还涉及超硬脆材料的加工方法，属于超硬脆材料加工技术领域。

背景技术

目前的超硬脆材料加工主要采用机械加工，机械加工对刀具的要求高，刀具的磨损大，需要频繁更换，提高成本，由于超硬脆材料的硬度高，脆性大，机械加工很容易对材料造成损伤，造成次品率高，加工边缘质量差，精度低。

目前也有使用激光和超声波对超硬脆材料进行加工的装置，但是在加工超硬脆材料内槽的时候，单独的激光和超声波均有一定的缺陷，如激光加工内槽的一般方法为逐层烧蚀，高速气流吹融化的物料离开割缝，但是在内槽或者深孔等有一定深度的加工要求下，容易导致工件加工部位的边缘质量不佳；超声波加工内槽的时候超声波震荡磨料冲击表层进行撞击去除的时候，也容易在边缘处形成微观的横向裂纹，质量受损。

发明内容

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种超硬脆材料的加工装置。

为了克服上述缺陷，本发明提供了一种超硬脆材料的加工方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种超硬脆材料的加工装置，包括激光切割装置、超声波加工装置、磨削液注入循环装置、槽型加工平台，所述槽型加工平台内用于设置待加工件，所述激光切割装置用于沿预设轨迹对待加工件进行激光加工，形成切割道；所述磨削液注入循环装置用于对槽型加工平台内注入磨削液并形成流动循环，所述超声波加工装置用于沿切割道进行进一步加工。

优选的，所述槽型加工平台包括工作台，所述工作台四周分别设有挡板，所述挡板封闭工作台形成上开口的槽体，所述槽型加工平台两侧分别设有Y轴直线模组，两个Y轴直线模组之间设有一个X轴直线模组，所述X轴直线模组上设有Z轴直线模组，所述激光切割装置设置于X轴直线模组上，所述超声波加工装置设置于Z轴直线模组上。

优选的，所述磨削液注入循环装置设置于槽型加工平台一侧，所述磨削液注入循环装置包括磨削液储箱、磨削液过滤箱、循环泵和连接管道，所述磨削液储箱、槽型加工平台、磨削液过滤箱和循环泵通过连通管道连接形成循环管路，位于槽型加工平台进液口的连通管道上设有电磁开关阀；所述磨削液储箱高于槽型加工平台侧板上端面。

一种超硬脆材料的加工方法，采用上述的超硬脆材料的加工装置，具体步骤如下：

步骤一、将待加工工件固定于槽型工作平台上，激光切割装置沿预设轨迹对工件进行激光切割，形成切割道；

步骤二、磨削液注入循环装置开启，往槽型加工平台内注入磨削液；磨削液淹没待加工工件；

步骤三、Z轴直线模组下行，带动超声波加工装置下行，启动超声波加工装置，超声波加工装置的刀具振动磨削液对待加工工件沿切割道进行加工。

本发明的有益效果为：通过激光切割形成光滑的边缘，结合超声波振动切割进一步对多余物料进行加工，可以高质量的完成对超硬脆材料的加工，并且有效保证超硬脆材料的加工边缘质量，尤其适用于超硬脆材料深孔内槽加工。

附图说明

图1为本发明的加工装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1

如图1所示，一种超硬脆材料的加工装置，包括激光切割装置1、超声波加工装置2、磨削液注入循环装置、槽型加工平台3，所述槽型加工平台3内用于设置待加工件，所述激光切割装置1用于沿预设轨迹对待加工件进行激光加工，形成切割道；所述磨削液注入循环装置用于对槽型加工平台3内注入磨削液并形成流动循环，所述超声波加工装置2用于沿切割道进行进一步加工。

槽型加工平台3包括工作台301，所述工作台301四周分别设有挡板302，所述挡板302封闭工作台301形成上开口的槽体，所述槽型加工平台3两侧分别设有Y轴直线模组4，两个Y轴直线模组4之间设有一个X轴直线模组5，所述X轴直线模组5上设有Z轴直线模组6，所述激光切割装置1设置于X轴直线模组5上，所述超声波加工装置2设置于Z轴直线模组6上。

磨削液注入循环装置设置于槽型加工平台3一侧，所述磨削液注入循环装置包括磨削液储箱7、磨削液过滤箱8、循环泵和连接管道9，所述磨削液储箱7、槽型加工平台3、磨削液过滤箱8和循环泵通过连通管道9连接形成循环管路，循环泵设置于磨削液过滤箱8内，位于槽型加工平台3进液口的连通管道9上设有电磁开关阀；所述磨削液储箱7高于槽型加工平台3侧板上端面。

在实施例中，激光切割装置1、超声波加工装置2、XYZ轴直线模组（4,5,6）结构均为现有技术，本实施例及附图说明不再详细描述其具体结构。本实施例中待加工工件为陶瓷片，可以理解的是，代加工工件所采用的超硬脆材料也可以为玻璃、宝石、晶硅片等材料。

实施例2

本实施例提供一种超硬脆材料的加工方法，采用图1或实施例1所示的超硬脆材料的加工装置，具体如下：

步骤一、将待加工工件固定于槽型工作平台3上，激光切割装置1沿预设轨迹对工件进行激光切割，形成切割道；

步骤二、磨削液注入循环装置开启，往槽型加工平台3内注入磨削液；磨削液淹没待加工工件；

步骤三、Z轴直线模组6下行，带动超声波加工装置2下行，启动超声波加工装置2，超声波加工装置2的刀具振动磨削液对待加工工件沿切割道进行加工。

本实施例提供的方法主要用于内槽或者深孔的加工，由于内槽或者深孔的结构，独立采用激光切割装置，虽然工作效率高，加工速度快，但是容易导致融化物料无法被高压气体吹离割缝，会生成更宽的割缝、明显的粗糙度、增加热影响区和差的边缘质量。本实施例创新性的采用激光切割和超声波加工结合的方法，一方面可以有效的提高超硬脆材料的加工速度，另一方面可以有效保证待加工工件的边缘质量。

本发明的技术方案不限于上述具体实施例的限制，凡是根据本发明的技术方案做出的技术变形，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种超硬脆材料的加工装置，其特征在于：包括激光切割装置、超声波加工装置、磨削液注入循环装置、槽型加工平台，所述槽型加工平台内用于设置待加工件，所述激光切割装置用于沿预设轨迹对待加工件进行激光加工，形成切割道；所述磨削液注入循环装置用于对槽型加工平台内注入磨削液并形成流动循环，所述超声波加工装置用于沿切割道进行加工。

2.根据权利要求1所述的超硬脆材料的加工装置，其特征在于：所述槽型加工平台包括工作台，所述工作台四周分别设有挡板，所述挡板封闭工作台形成上开口的槽体，所述槽型加工平台两侧分别设有Y轴直线模组，两个Y轴直线模组之间设有一个X轴直线模组，所述X轴直线模组上设有Z轴直线模组，所述激光切割装置设置于X轴直线模组上，所述超声波加工装置设置于Z轴直线模组上。

3.根据权利要求2所述的超硬脆材料的加工装置，其特征在于：所述磨削液注入循环装置设置于槽型加工平台一侧，所述磨削液注入循环装置包括磨削液储箱、磨削液过滤箱、循环泵和连接管道，所述磨削液储箱、槽型加工平台、磨削液过滤箱和循环泵通过连通管道连接形成循环管路，位于槽型加工平台进液口的连通管道上设有电磁开关阀；所述磨削液储箱高于槽型加工平台侧板上端面。

4.一种超硬脆材料的加工方法，采用如权利要求1-3任一所述的超硬脆材料的加工装置，其特征在于：包括以下步骤：

步骤一、将待加工工件固定于槽型工作平台上，激光切割装置沿预设轨迹对工件进行激光切割，形成切割道；

步骤二、磨削液注入循环装置开启，往槽型加工平台内注入磨削液；磨削液淹没待加工工件；

步骤三、Z轴直线模组下行，带动超声波加工装置下行，启动超声波加工装置，超声波加工装置的刀具振动磨削液对待加工工件沿切割道进行加工。