[发明专利]一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统

权利要求书

1.一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统，其特征在于，该系统包括激光发射模块和切削模块，其中，

所述激光发射模块设置在所述切削模块的后方，用于发射激光；

所述切削模块包括刀具(100)、超声变幅杆(105)和压电单元，所述刀具(100)设置在所述超声变幅杆(105)的前端，用于进行切削加工，所述超声变幅杆(105)中心设置有通孔，所述激光发射模块发射的激光经过该通孔聚集在所述刀具的刀尖点上，所述压电单元设置在所述超声变幅杆上，其将电信号转化为压力信号以此使得所述超声变幅杆带动所述刀具发生振动，以此将切削方式从连续切削转化为间歇式切削，其中，

所述刀具的刀背端呈椭圆球面，当所述刀具发生振动时，所述激光经过刀背端始终聚焦在所述刀具的刀尖点，避免所述超声变幅杆振动时，激光与刀尖点的错位。

2.如权利要求1所述的一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统，其特征在于，所述刀具刀背端的椭圆球面的截面满足以下椭圆方程：

其中，x轴方向为经过所述刀尖点的激光入射方向，y轴方向沿所述刀背的切平面方向，x轴方向与y轴方向的交点为O点，f是O点与刀尖点之间的距离，n是激光从空气中射入金刚石中的相对折射率。

3.如权利要求1所述的一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统，其特征在于，所述压电单元包括两组，一组呈环形压电陶瓷(107)，套在所述超声变幅杆(105)上使得所述超声变幅杆沿轴向振动，另一组包括两个半圆状压电陶瓷(104)，对称设置在所述超声变幅杆的上下端，使得所述超声变幅杆沿径向振动。

4.如权利要求1所述的一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统，其特征在于，所述压电单元使得所述超声变幅杆振动的频率为40～80kHz，振幅为0.1μm～10μm。

5.如权利要求3所述的一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统，其特征在于，所述超声变幅杆(105)上还设置进气口(108)和出气口(103)，该进气口(108)和出气口(103)与所述通孔导通，在所述进气口中通入惰性气体，该惰性气体进入所述通孔中，从所述出气口(103)中吹出，以此清除所述通孔中的杂物，避免堵塞所述通孔和阻碍激光射出。

6.如权利要求1所述的一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统，其特征在于，所述激光发射模块的激光发射功率为小于100W。

7.如权利要求1所述的一种超声振动微激光辅助复合单点金刚石切削加工系统，其特征在于，所述刀具上方设置有刀具防尘盖(102)，用于防止切屑和灰尘影响激光光路。