[发明专利]基于激光辅助的射流冲击强化改性研磨加工设备及方法

说明书

本发明公开了基于激光辅助的射流冲击强化改性研磨加工设备及方法，容纳腔侧壁固设有电源和激光器，套管固设于加工腔顶部，且套管与激光器输出端连接，套管内依次固设有透镜和反射镜，且套管与激光处理器输入端连通，激光处理器输出端固设有聚焦器，加压罐固设于容纳腔底部，储料斗设置于加压罐一侧，且加压罐通过加压管与储料斗连通，进料管一端与储料斗连通，进料管另一端延伸至加工腔内与射流喷头固定连接；以及设置于加工腔内用于夹持待加工件的夹持机构。在待加工件加工过程中，激光辅助机构和高压喷射机构相互配合，能够在待加工件表面形成相互叠加的强化研磨层，从而大大提高了工件表面质量，同时也有助于缩短加工时间，提高加工效率。

技术领域

本发明涉及研磨设备技术领域，更具体的，涉及一种基于激光辅助的射流冲击强化改性研磨加工设备及方法。

背景技术

随着现代工业技术的发展，人们对机械装备的安全可靠性能和寿命要求越来越高，例如飞机、装甲车、船舶、机车、汽车、内燃机、汽轮机、冶金机械、石油机械、采煤机械、矿山机械等；其中，凡是承受循环载荷的承力件，随时可能会因疲劳而出现零件断裂等现象，其后果不仅会造成财产损失，还会导致人员伤亡，因此提高机械零部件的疲劳强度和寿命具有重大意义。

现有技术中提出一些利用高速喷射研磨材料对工件进行撞击的加工方法，如申请公开号为CN101733707A的发明申请提出的一种强化研磨的新型加工方法，该加工方法利用强化研磨料以一定的角度高速冲击待加工靶面，切削加工的同时，在冲击区域形成具有一定深度的强化层，降低工件表面粗糙度的同时能够有效抑制表层微裂纹的产生，延长零部件的疲劳寿命，总体提升了工件的表面质量。但是，随着质量和要求的不断提升，上述强化加工技术存在以下的不足：1、上述加工方法通过高压气体对研磨料进行输送，并使得研磨料高速撞击在工件表面，在实际加工中，如果想要获得更高动能的研磨料，就要提高输送气体的压力，但是受到相应的技术限制，输送气体压力不能无上限地提高，使得加工效果难以保证。2、射流冲击强化改性研磨加工过程由于技术受限，轴承加工时长较长，加工效率不高。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于现有高速喷射研磨加工设备加工效率不高，且加工效果难以保证。为了克服现有技术的缺陷，本发明提出一种基于激光辅助的射流冲击强化改性研磨加工设备及方法，在待加工件加工过程中，激光辅助机构和高压喷射机构相互配合，能够在待加工件表面形成相互叠加的强化研磨层，从而大大提高了工件表面质量，同时也有助于缩短加工时间，提高加工效率。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于激光辅助的射流冲击强化改性研磨加工设备，包括：

箱体，箱体内开设有加工腔和容纳腔；

激光辅助机构，激光辅助机构包括电源、激光器、套管、透镜、反射镜、激光处理器和聚焦器，容纳腔侧壁固设有电源和激光器，且电源和激光器电性连接，套管固设于加工腔顶部，且套管与激光器输出端连接，套管内依次固设有透镜和反射镜，激光处理器固设于套管下方，且套管与激光处理器输入端连通，激光处理器输出端固设有聚焦器；

高压喷射机构，高压喷射机构包括加压罐、加压管、储料斗、进料管和射流喷头，加压罐固设于容纳腔底部，储料斗设置于加压罐一侧，且加压罐通过加压管与储料斗连通，进料管一端与储料斗连通，进料管另一端延伸至加工腔内与射流喷头固定连接；

以及设置于加工腔内用于夹持待加工件的夹持机构。

在本发明较佳的技术方案中，所述反射镜倾斜设置。

在本发明较佳的技术方案中，所述储料斗上还固设有放料斗，且放料斗顶端与所述加工腔连通。

在本发明较佳的技术方案中，所述加压管上还固设有旋转开关。