[发明专利]激光原位辅助透明金刚石压头印压成孔装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及材料微孔、超微孔加工技术领域，具体是涉及激光原位辅助透明金刚石压头印压成孔装置及方法。

背景技术

目前材料微孔、超微孔的加工方法很多，如机械加工法、特种加工法和复合加工法等，但是针对大厚度材料的微孔加工技术仍然面临很多技术问题，加工尺度受限，难以实现大深径比、难加工材料的微孔加工技术。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光原位辅助透明金刚石压头印压成孔装置，还提供了一种激光原位辅助透明金刚石压头印压成孔方法，用于解决上述不足。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：激光原位辅助透明金刚石压头印压成孔装置，包括硬基底、对应置于硬基底上部的刀柄、固定于刀柄一端的透明金刚石压头，所述刀柄轴向开设有内通孔，所述刀柄另一端通入穿过内通孔及透明金刚石压头、聚焦在透明金刚石压头底部的内嵌式光纤激光。

在上述方案基础上优先，所述内通孔位于刀柄中心位置。

在上述方案基础上优先，所述透明金刚石压头为圆锥体状结构。

在上述方案基础上优先，所述透明金刚石压头钎焊于刀柄上。

激光原位辅助透明金刚石压头印压成孔的方法，包括：

(1)制作刀具：在带有内通孔的刀柄一端钎焊透明金刚石压头；

(2)通入光纤激光：往刀柄的内通孔通入内嵌式光纤激光，使激光经刀柄、透明金刚石压头在透明金刚石压头底部聚焦；

(3)工件放置：将待加工工件放置于一定厚度一定面积的硬基底上，形成工件的底部约束和支撑作用；

(4)加工作用：根据工件成孔需要，调节相关工艺参数；在激光的原位作用下，相对待加工工件表面竖直下压透明金刚石压头；利用材料的改性作用，在硬基底的复合作用下使待加工工件印压成孔。

本发明与现有技术相比具有的有益效果是：本发明提出了一种通过激光原位辅助透明金刚石压头对难加工材料进行大深径比孔成形的印压加工装置及方法，基于金刚石超硬、超尖的机械印压作用，辅以原位激光辅助热应力作用，既可以实现大尺度的锥孔(盲孔)成形，也可以实现大深径比的单侧超微孔(通孔)成形，加工质量高。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中标号为：1-光纤激光，2-刀柄，21-内通孔，3-透明金刚石压头，4-待加工工件，5-硬基底。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

参照图1可知，激光原位辅助透明金刚石压头印压成孔装置，包括硬基底5、对应置于硬基底5上部且中心轴向开设有内通孔21的刀柄2、钎焊于刀柄2一端的圆锥体状的透明金刚石压头3，所述刀柄2另一端通入穿过内通孔21及透明金刚石压头3、聚焦在透明金刚石压头3底部的内嵌式光纤激光1。

其加工方法，包括：

(1)制作刀具：在带有内通孔21的刀柄2一端钎焊透明金刚石压头3；透明金刚石压头3钎焊部位保证透明，焊料不堵塞刀柄2内通孔21结合部。

(2)通入光纤激光：往刀柄2的内通孔21通入内嵌式光纤激光1，使激光经刀柄2、透明金刚石压头3在透明金刚石压头3底部聚焦；

(3)工件放置：将待加工工件4放置于一定厚度一定面积的硬基底5上，形成工件的底部约束和支撑作用；

(4)加工作用：根据工件成孔需要，调节相关工艺参数；在激光的原位作用下，相对待加工工件表面竖直下压透明金刚石压头3；利用材料的改性作用，在硬基底5的复合作用下使待加工工件4印压成孔。