[发明专利]一种使用激光快速加工聚晶金刚石复合片的方法

说明书

本发明涉及聚晶金刚石复合片加工技术领域，具体公开了一种使用激光快速加工聚晶金刚石复合片的方法，包括如下步骤：(1)确定工件的中心以及半径，定位激光的入射方向，使得激光的入射方向与毛坯工件自身的轴线方向垂直；(2)毛坯工件外圆工序的加工；(3)调整激光入射方向与毛坯工件自身的轴线方向之间的夹角，使其夹角与倒角角度相同；(4)毛坯工件倒角工序的加工；(5)调整激光入射方向与毛坯工件自身的轴线方向之间的夹角，使得激光的入射方向与毛坯工件自身的轴线方向垂直；(6)毛坯工件平面工序的加工。本发明利用激光会产生热损伤的原理，精准控制热损伤厚度，实现了快速加工的目的，降低了加工成本。

技术领域

本发明属于聚晶金刚石复合片加工技术领域，具体涉及一种使用激光快速加工聚晶金刚石复合片的方法。

背景技术

聚晶金刚石复合片，是采用金刚石微粉与硬质合金衬底为原料在高温超高压条件下烧结而成的复合超硬材料，它将聚晶金刚石和硬质合金的性能优点很好地结合在了一起，既具有金刚石的硬度与耐磨性，又具有硬质合金的强度、抗冲击韧性，是一种卓越的切削工具与耐磨工具材料，现已广泛应用于有色金属、非金属切削加工以及石油、煤炭、地质钻探等诸多领域。

聚晶金刚石复合片的金刚石层因为硬度高，导致高温高压合成后的毛坯加工困难，目前主流的加工方法为磨削、研磨，都需要借助金刚石为原料，导致加工成本较高。电加工因聚晶金刚石中导电成分较少，导致加工效率低。另外加工过程中，需要更换多个不同的工序，才能彻底完成整个粗加工工序。

近年以来，激光在超硬材料加工逐渐应用。因激光在加工PCD时会在局部产生高温导致PCD碳化，相邻的PCD部分会热损伤，本发明正是利用激光会产生热损伤的原理，精准控制热损伤厚度，采用大功率、低频率、大进刀量的方式进行多道工序的分层加工，从而实现了快速加工的目的，降低了加工成本。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种使用激光快速加工聚晶金刚石复合片的方法，实现了快速加工的目的，降低了加工成本。

本发明采用的技术方案如下：

一种使用激光快速加工聚晶金刚石复合片的方法，包括如下步骤：

(1)确定工件的中心以及半径，定位激光的入射方向，使得激光的入射方向与毛坯工件自身的轴线方向垂直；

(2)毛坯工件外圆工序的加工：从外圈向内圈逐层完成外圆工序的加工；

(3)调整激光入射方向与毛坯工件自身的轴线方向之间的夹角，使其夹角与倒角角度相同；

(4)毛坯工件倒角工序的加工：沿与倒角面垂直的方向逐层加工倒角面，完成倒角工序；

(5)调整激光入射方向与毛坯工件自身的轴线方向之间的夹角，使得激光的入射方向与毛坯工件自身的轴线方向垂直；

(6)毛坯工件平面工序的加工：沿毛坯工件的轴线方向逐层完成毛坯工件平面工序的加工。

优选的，所用激光的平均功率为200W-500W，波长600-1400nm，频率 100-200HZ，脉宽0.2-0.4ms。

优选的，步骤(2)中，逐层完成外圆工序的过程中，调整激光的焦点位置，使得激光焦点位置固定在毛坯工件待加工端面的外圆边缘处，毛坯工件沿自身轴线方向旋转，毛坯工件沿自身轴线方向逐步进给，完成外层切削加工，随后进入循环，从外圈向内圈逐次进刀，逐层完成外圆工序的加工。

优选的，步骤(4)中，倒角工序加工的过程中，调整激光的焦点位置，使得激光的焦点移动至毛坯工件的端面边角处，毛坯工件沿自身轴线方向旋转，激光沿入射方向逐渐进刀，随后进入循环，毛坯工件沿自身轴线方向逐渐进给，倒角面逐层加工完成倒角工序。