激光电火花复合加工装置

1.本实用新型涉及加工装置相关的技术领域，尤其是涉及一种激光电火花复合加工装置。


背景技术：

2.随着现代工业技术的进步，对于很多加工精度高和结构复杂的零部件都需要用到高精度深小孔加工技术。在精密仪器、航天航空、医疗行业和轮胎模具等行业，深小孔结构得到了大力的应用和广泛的推广，而高精度深小孔的加工一直是机械加工领域的难题之一。
3.特种加工是直接借助电能、热能、声能、光能、电化学能、化学能及特殊机械能等多种能量,或使其复合,以实现材料切除的加工方法。20世纪40年代发明的电火花加工开创了用软工具、不靠机械力来加工硬工件的方法，50年代以后出现激光加工。这些加工方法不用成型的工具，而是利用密度很高的能量束流进行加工。对于高硬度材料和复杂形状、精密微细的特殊零件,特种加工有很大的适用性和发展潜力，在模具、量具、刀具、仪器仪表、飞机、航天器和微电子元器件等制造中得到越来越广泛的应用。
4.电火花加工技术由于属于非接触式加工，且无明显宏观作用力，使其在加工微小孔，尤其在加工难加工材料大深径比小孔时具有显著的优势。但是在具有表面镀层的大深径比微小孔的加工中，电火花加工技术会受到表面绝缘镀层的影响无法开展加工；即使没有表面绝缘镀层的影响，加工完成的孔型精度较差，影响微小孔的流量控制。
5.飞秒激光加工技术同样具有非接触加工、无宏观切削力的影响等优点，同时还有不受材料导电性，孔型精修精度高的的优点。但是飞秒加工技术存在加工深度小，受孔内排屑能力的影响大等问题。
6.对于耐高温脆性复合材料上大深径比阶梯小孔的加工来说，下端大深径比小孔加工加工深度大，孔型精度要求较低适用于电火花加工。对于上端精密大深径比微孔来说，加工精度要求高，深径比大，如果只有用电火花加工无法保证孔型精度；如果只用飞秒记过加工，无法实现大深度加工。因此需要需要采用先用电火花加工小直径预孔，再用飞秒激光进行孔型精修的方法来实现其精密加工。小直径预孔的存在，可以保证加工加工切除的材料及时排出，确保孔道内的加工环境始终处于一种较好的状态，这为激光精修大深径比微孔奠定了基础。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种激光电火花复合加工装置，解决了现有技术中没有既能保证大深径比微小孔的加工深度又能保证孔型精度的加工装置的技术问题。本实用新型提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。
8.为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：
9.本实用新型提供的激光电火花复合加工装置，包括激光加工系统和电火花加工系
统、工件加工位以及床身座，其中：
10.所述激光加工系统安装在第一z向移动副上，所述电火花加工系统安装在第二z向移动副上，所述第一z向移动副与所述第二z向移动副之间通过安装基板形成连接；
11.所述床身座上设置有加工位调整装置和双轴移动副，所述工件加工位设置在所述加工位调整装置上，所述安装基板安装在所述双轴移动副上且通过所述双轴移动副能调整所述第一z向移动副与所述第二z向移动副的位置。
12.作为本实用新型的进一步改进，所述安装基板包括安装部以及连接部，所述安装部与所述连接部相连接，所述安装部固定在所述双轴移动副上，所述连接部连接在所述第一z向移动副与所述第二z向移动副之间。
13.作为本实用新型的进一步改进，所述连接部包括第一连接板和第二连接板，所述第一z向移动副滑动连接在所述第一连接板上，所述第二z向移动副滑动连接在所述第二连接板上，所述第一连接板与所述第二连接板固定连接且两者之间存在夹角，所述第一连接板和所述第二连接板的连接处的下方设置有所述安装部。
14.作为本实用新型的进一步改进，所述第一连接板与所述第二连接板之间的夹角为90
°
。
15.作为本实用新型的进一步改进，所述双轴移动副包括y轴滑台和x轴滑台，所述y轴滑台与所述床身座滑动连接，所述x轴滑台与所述y轴滑台滑动连接，所述x轴滑台上连接有所述安装部。
16.作为本实用新型的进一步改进，所述激光加工系统包括激光器和旋切头；
17.所述激光器的端部固定所述旋切头，所述激光器固定在所述第一z向移动副，其中，所述旋切头用于带动所述激光器内的激光旋转定位打孔，所述第一z向移动副能带动所述激光器上下滑动。
18.作为本实用新型的进一步改进，所述电火花加工系统包括电火花发生器、工具电极和电极运动机构，所述电火花发生器与所述工具电极相连接以提供电源给所述工具电极，所述工具电极设置在所述电极运动机构上，所述电极运动机构与所述第二z向移动副相连接，所述第二z向移动副带动所述电火花加工系统移动至所需位置后通过所述电极运动机构带动所述工具电极运动。
19.作为本实用新型的进一步改进，所述电极运动机构包括w轴移动副和r轴旋转副，所述w轴移动副与所述第二z向移动副滑动连接，所述工具电极安装在所述w轴移动副上，所述r轴旋转副与所述工具电极相连接，所述w轴移动副能带动所述工具电极上下运动，所述r轴旋转副能带动所述工具电极作旋转运动。
20.作为本实用新型的进一步改进，所述电火花加工系统还包括导向器，所述导向器设置在所述第二z向移动副滑上，所述导向器内设置有所述工具电极。
21.作为本实用新型的进一步改进，所述床身座的底部设置有支撑脚，所述支撑脚分别布置在所述床身座的四个角上，且每个所述支撑脚的底部设置有移动轮。
22.本实用新型提供的激光电火花复合加工装置，通过设置激光加工系统和电火花加工系统，其中，激光加工系统安装在第一z向移动副上，电火花加工系统安装在第二z向移动副上，可实现电火花和激光复合加工；而通过工件加工位的设置，实现工件的承载的同时，加工位能够随着加工位调整装置的调节从而实现工件表面的不同位置的定点的加工，能够
实现高精密微细小孔的加工，加工效率高，效果好。
附图说明
23.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
24.图1是本实用新型实施例提供的激光电火花复合加工装置的结构示意图。
25.附图标记：1、激光加工系统；2、电火花加工系统；21、电极丝；22、导向器；3、工件加工位；4、床身座；5、第一z向移动副；6、第二z向移动副；7、安装部；8、连接部；81、第一连接板；82、第二连接板；9、y轴滑台；10、x轴滑台；11、支撑脚。
具体实施方式
26.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本实用新型的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本实用新型所保护的范围。
27.参见图1，本实用新型提供了一种激光电火花复合加工装置，包括激光加工系统1和电火花加工系统2、工件加工位3以及床身座4，其中，激光加工系统1安装在第一z向移动副5上，电火花加工系统2安装在第二z向移动副6上，第一z向移动副5与第二z向移动副6之间通过安装基板形成连接；床身座4上设置有加工位调整装置和双轴移动副，工件加工位3设置在加工位调整装置上，安装基板安装在双轴移动副上且通过双轴移动副能调整第一z向移动副5与第二z向移动副6的位置。
28.具体的，本实施例中的安装基板包括安装部7以及连接部8，安装部7与连接部8相连接，安装部7固定在双轴移动副上，连接部8连接在第一z向移动副5与第二z向移动副6之间。
29.如图1所示，本实施例中的连接部8包括第一连接板81和第二连接板82，第一z向移动副5滑动连接在第一连接板81上，第二z向移动副6滑动连接在第二连接板82上，第一连接板81与第二连接板82固定连接且两者之间存在夹角，第一连接板81和第二连接板82的连接处的下方设置有安装部7。进一步地，本实施例中的第一连接板81与第二连接板82之间的夹角为90
°
。便于实现x、y、z1轴组成的直线运动轴系联动加工和x、y、z2轴组成的直线运动轴系的联动加工。
30.参见图1，双轴移动副包括y轴滑台9和x轴滑台10，y轴滑台9与床身座4滑动连接，x轴滑台10与y轴滑台9滑动连接，x轴滑台10上连接有安装部7。通过x轴滑台10与y轴滑台9带动位于x轴滑台10上的安装基板以及安装基板上的第一z向移动副5、第二z向移动副6共同作水平方向的运动。
31.其中，激光加工系统1包括激光器和旋切头，激光器的端部固定旋切头，激光器固定在第一z向移动副5，其中，旋切头用于带动激光器内的激光旋转定位打孔，第一z向移动副5能带动激光器上下滑动。
32.在本实施例中，电火花加工系统2包括电火花发生器、工具电极和电极运动机构，电火花发生器与工具电极相连接以提供电源给工具电极，工具电极设置在电极运动机构上，电极运动机构与第二z向移动副6相连接，第二z向移动副6带动电火花加工系统2移动至所需位置后通过电极运动机构带动工具电极运动。
33.作为本实用新型实施例可选地实施方式，电极运动机构包括w轴移动副和r轴旋转副，w轴移动副与第二z向移动副6滑动连接，工具电极安装在w轴移动副上，r轴旋转副也与工具电极相连接，工作中，能通过w轴移动副能带动工具电极上下运动，通过r轴旋转副能带动工具电极作旋转运动。
34.另外，本实施例中的电火花加工系统2还包括导向器22，导向器22设置在第二z向移动副6滑上，工具电极中的电极丝21的下部伸入至导向器22内，导向器22的设置为工具电极中的电极丝21提供导向作用。
35.其中，在如上所提出的第一z向移动副5、第二z向移动副6、x轴滑台10和y轴滑台9都为现有技术中的直线移动副，该直线移动副上为滑块滑轨结构。
36.此外，本实施例中的床身座4的底部设置有支撑脚11，支撑脚11分别布置在床身座4的四个角上，为整个激光电火花复合加工装置提供支撑，并且每个支撑脚11的底部设置有移动轮，移动轮上设置有锁止结构，类似婴儿车上的轮子结构，便于整个装置的移动，移动起来更加方便省力。
37.以上，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。