[发明专利]一种采用双光束修整超薄超硬材料砂轮的方法

权利要求书

1.一种采用双光束修整超薄超硬材料砂轮的设备，包括计算机（1）、X向皮秒激光器（2）、Y向皮秒激光器（3）、X向激光烧蚀头（4）、X向分度装置（5）、X向电动二维平台（6）、Y向激光烧蚀头（7）、Y向分度装置（8）、Y向电动二维平台（9）、三轴联动数控机床旋转轴（11）、X向功率计（12）、Y向功率计（13），其特征在于：

X向皮秒激光器（2）、Y向皮秒激光器（3）放置在实验平台上，X向皮秒激光器（2）输出的X向激光束经单模光纤传导、耦合至带有标准隔离器的X向激光烧蚀头（4），X向皮秒激光器（2）经过X向激光烧蚀头（4）中焦距为400mm聚焦透镜（16）聚焦后光束轨迹与超薄超硬材料砂轮（10）砂轮切削面下端面边缘重合；

X向激光烧蚀头（4）通过烧蚀头夹持器（25）和X向分度装置（5）固连，烧蚀头夹持器（25）和X向分度装置（5）再固定于X向电动二维平台（6）上，从而使得X向激光烧蚀头（4）实现水平面二维方向的进给和∠AHP范围内的旋转；

Y向皮秒激光器（3）输出的Y向激光束经单模光纤传导、耦合至带有标准隔离器的Y向激光烧蚀头（7），Y向皮秒激光器（3）经过Y向激光烧蚀头（7）中焦距为280mm聚焦透镜（16）聚焦后光束轨迹与超薄超硬材料砂轮（10）砂轮切削面上端面边缘重合；

Y向激光烧蚀头（7）通过烧蚀头夹持器（25）和Y向分度装置（8）固连，烧蚀头夹持器（25）和Y向分度装置（8）再固定于Y向电动二维平台（9）上，从而使得Y向激光烧蚀头（7）实现水平面二维方向的进给和∠BHP范围内的旋转；

超薄超硬材料砂轮（10）安装在三轴联动数控机床的旋转轴（11）上，同时，三轴联动数控机床的旋转轴（11）上安装固连Y向功率计（13）；

X向电动二维平台（6）和Y向电动二维平台（9）通过数据线与计算机（1）连接，X向电动二维平台（6）和Y向电动二维平台（9）的运动通过计算机（1）控制。

2.根据权利要求1所述的采用双光束修整超薄超硬材料砂轮的设备，其特征在于：超薄超硬材料砂轮是厚度为0.5-5mm、直径20-40mm、磨粒层厚度为3-6mm的砂轮。

3.根据权利要求1所述的采用双光束修整超薄超硬材料砂轮的设备，其特征在于：X向激光烧蚀头（4）包括激光头（14），烧蚀头主体（15），聚焦透镜（16），聚焦透镜压环（17），保护镜片（18），保护镜片压环（19），同轴气嘴（20），同轴送气孔（21）和进气螺纹孔（22），其中，激光头（14）与烧蚀头主体（15）为间隙配合，固定螺钉通过固定螺纹孔（23）将激光头（14）和烧蚀头主体（15）连接在一起，聚焦透镜（16）放置在烧蚀头主体（15）内部的凸台上，聚焦透镜压环（17）放置聚焦透镜（16）上，保护镜片（18）放置在聚焦透镜压环（17）上，通过保护镜片压环（19）将聚焦透镜（16）、聚焦透镜压环（17）和保护镜片（18）固定，通过螺纹安装同轴气嘴（20），同轴气嘴（20）通过进气螺纹孔（22）和同轴送气孔（21）实现激光烧蚀过程中同轴吹气功能。

4.利用权利要求1所述的采用双光束修整超薄超硬材料砂轮的设备修整砂轮的方法，其特征在于包括如下步骤：

步骤1、安装修整设备，将超薄超硬材料砂轮（10）安装在三轴联动数控机床的旋转轴（11）上，同时，三轴联动数控机床的旋转轴（11）上安装固连Y向功率计（13），将X向烧蚀头（4）安装在X向分度装置（5）上，再和X向电动二维平台（6）固连；将Y向烧蚀头（7）安装在Y向分度装置（8）上，再和Y向电动二维平台（9）固连；

步骤2、调试激光光路

1）、接通电源，开启计算机（1），开启激光器，射出检测光；起始时，X、Y向烧蚀头光路均与三轴联动数控机床的旋转轴（11）垂直；

2）、调节Y向电动二维平台（9），使Y向激光烧蚀头（7）出光口先移动到O点，再移动到B点；HB为Y向激光烧蚀头（7）场镜聚焦值；调节Y向分度装置（8），逆钟偏转角为∠BHO；此时Y向光路已调节完毕；

3）、调节X向电动二维平台（6），使X向激光烧蚀头（4）出光口先移动到P点，再移动到A点；HA为X向激光烧蚀头（4）场镜聚焦值；调节精X向分度装置（5），顺钟偏转角为∠AHO；此时X向光路已调节完毕；

步骤3、粗修整超薄超硬材料砂轮

控制两个二维电动平台，使其沿着AP，BO方向往复进给运动0.2mm；速度设定为100um/s；开启三轴联动数控机床，转速设定为200r/min；设定X向皮秒激光器（2），Y向皮秒激光器（3）重复频率2kHz，平均功率为10W；

步骤4、精修整超薄超硬材料砂轮

控制两个二维电动平台，使其沿着AP，BO方向往复进给运动0.25mm；速度设定为100um/s；开启三轴联动数控机床，转速设定为200r/min；设定X向皮秒激光器（2），Y向皮秒激光器（3）重复频率5kHz，平均功率为6W。