申請(qǐng)?zhí)枺?01610281488.9
　　申請(qǐng)人：湖南大學(xué)
　　發(fā)明人：陳根余 殷赳 周聰 戴厚富 王彥懿 熊彪

　　摘要：本發(fā)明通過(guò)脈沖激光燒蝕磨粒有序排列的金剛石砂輪，使金剛石磨粒頂角由原來(lái)的大于90°變?yōu)樾∮?0°，從而改變傳統(tǒng)的金剛石磨具負(fù)前角磨削方式，使磨削過(guò)程中參與磨削的磨粒變?yōu)檎敖羌庸?。與傳統(tǒng)磨削(即負(fù)前角磨削)相比，本專利發(fā)明的正前角金剛石砂輪在磨削時(shí)不需要經(jīng)過(guò)劃擦、耕犁、切削三個(gè)過(guò)程，而是直接進(jìn)入切削過(guò)程，改變了傳統(tǒng)的磨削加工模式。金剛石砂輪正前角磨削硬脆材料時(shí)，法向磨削力小于切向磨削力，且正前角磨削時(shí)的法向和切向磨削力都比負(fù)前角磨削時(shí)小，從而有效降低硬脆材料磨削后的微裂紋、殘余應(yīng)力、相變、位錯(cuò)、波紋等表面/亞表面損傷，可以大大提高材料表面完整性。 　　主權(quán)利要求：1.一種基于脈沖激光加工的新型正前角金剛石磨具制造方法，其特征在于：步驟1：采用釬焊的方式制作磨粒有序排列的金剛石砂輪，其中，砂輪目數(shù)為25#，磨粒選擇截角八面體的金剛石磨粒，砂輪制造過(guò)程中確保金剛石磨粒頂面A平行于金剛石磨粒所在位置的砂輪切面，且金剛石磨粒頂面A金剛石磨粒頂面A與金剛石磨粒右側(cè)面B的交線c和金剛石磨粒頂面A與金剛石磨粒左側(cè)面B的交線d與砂輪軸線L平行；步驟2：將步驟1制備的金剛石磨粒有序排列的金剛石砂輪安裝在精密平面磨床主軸上，通過(guò)激光聚焦系統(tǒng)(4)調(diào)整皮秒激光束(3)的入射方向，使激光束垂直于砂輪軸線L與金剛石砂輪相切，磨床主軸以一恒定速度旋轉(zhuǎn)，同時(shí)將激光焦點(diǎn)下移至能保證給定金剛石磨粒出刃高度的位置，通過(guò)皮秒激光器的燒蝕作用將與激光束發(fā)生干涉的金剛石磨粒直接截?cái)嗳コ?，確保磨粒出刃高度達(dá)到規(guī)定值；步驟3：將經(jīng)步驟2加工后的金剛石砂輪上第一排金剛石磨粒轉(zhuǎn)動(dòng)至正上方，通過(guò)激光聚焦系統(tǒng)調(diào)整皮秒激光束的聚焦位置和入射方向，使激光束聚焦于第一排最外側(cè)的金剛石磨粒，確保激光焦點(diǎn)位于金剛石磨粒頂面A與金剛石磨粒右側(cè)面B的交線c上，入射脈沖激光平行于砂輪端面，并與金剛石磨粒頂面A成夾角γ；通過(guò)聚焦系統(tǒng)中3D振鏡控制燒蝕深度，使金剛石磨粒(1)沿砂輪軸向被燒蝕加工出寬度約20μm的窄縫；完成上述加工后，使入射激光束向金剛石磨粒右下方平行移動(dòng)20μm，繼續(xù)沿砂輪軸向進(jìn)行第二道加工，對(duì)金剛石磨粒(1)進(jìn)行一定深度的燒蝕去除，燒蝕深度依次遞減，進(jìn)而并以此類推，直至最終使金剛石磨粒右側(cè)的材料被燒蝕去除并形成一銳角γ；步驟4：完成步驟3后，通過(guò)3D振鏡和光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)控制皮秒激光焦點(diǎn)位置的移動(dòng)，保持激光入射方向不變，將激光焦點(diǎn)移動(dòng)到第一排下一顆磨粒上，重復(fù)步驟3的加工操作，以此類推，直至砂輪上一整排磨粒在同一側(cè)全部被加工至指定的銳角γ；步驟5：將經(jīng)步驟4加工的砂輪轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使下一排磨粒轉(zhuǎn)動(dòng)至正上方，通過(guò)3D振鏡和光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)的反饋調(diào)節(jié)，使激光束聚焦于下一排金剛石磨粒上，續(xù)重復(fù)步驟3和步驟4，從而使得整個(gè)釬焊金剛石磨粒在同一側(cè)都被加工形成銳角γ。
　　2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于脈沖激光加工的新型正前角金剛石磨具制造方法，其特征在于：在砂輪軸線方向，金剛石磨粒沿砂輪軸線均勻分布，磨粒軸向間距為b；在砂輪圓周方向，相鄰兩豎排磨粒的間距保持不變，磨粒周向間距為a；相鄰兩豎排磨粒之間錯(cuò)開(kāi)一個(gè)恒定的角度α，即前一排的某一顆磨粒與其右下角磨粒的連線與砂輪圓周夾角為α。