一種采用激光消融加工金屬鏡面的設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于模具制造領域，尤其涉及采用激光加工模具表面的裝置。
【背景技術】
[0002]一些用于金屬、玻璃、塑料等制造業(yè)的模具需要較高質量的表面光潔度和粗糙度，它直接影響到產(chǎn)品的質量、耐磨性、光學性質和視覺效果。模具前期加工采用車床、磨床、銑床、線切割、電火花等設備進行加工，表面粗糙度較大，要得到較高的光潔度，目前表面改良傳統(tǒng)方法有兩種，一種是使用精細的金剛砂輪研磨后，再使用手工打磨拋光，采用專用布配上輕腐蝕性液體或者金剛石膏劑反復與模具表面摩擦，形成鏡面效果。但是手工打磨拋光受到一些局限性，如需要熟練的技巧和經(jīng)驗，但也很難保證鏡面的一致性和重現(xiàn)性，手工打磨拋光也很難保證尺寸的精度，而這個過程是非常耗費時間的。另一種是采用機器研磨進行加工，將工件放置于一個持續(xù)旋轉的圓盤上，圓盤上包有金相拋光布，工件也跟著圓盤一起轉動，同時一邊噴撒腐蝕性拋光液體或金剛石膏劑，工件與圓盤上的布反復摩擦，也可以達到鏡面的效果，但缺點是無法加工異形件，因旋轉時軌跡不一致，導致加工后平整度較差，加工效率低下，拋光液體具有腐蝕性，污染環(huán)境。
【實用新型內容】
[0003]為了解決上述問題，本實用新型提供了一種全自動化且高效率和高質量的采用激光消融加工金屬鏡面的設備。
[0004]根據(jù)本實用新型的一個方面，提供一種采用激光消融加工金屬鏡面的設備，包括操作平臺和激光器，所述操作平臺上設有Z軸、X軸、Y軸、A軸和C軸的五軸聯(lián)動結構，所述Z軸上設有Z軸電機和腔體，所述Z軸、Z軸電機和腔體均設于X軸上，所述腔體內設有相機、自動調焦裝置、大功率激光器輸出頭、小功率激光器輸出頭、光路切換反射鏡和全反射鏡，所述相機還連接有掃描振鏡，所述掃描振鏡下方位設有平場透鏡。所述Y軸上設有垂直設置有A軸和C軸，所述A軸設有擺動結構和A軸電機，所述A軸電機上設有加工臺面，所述C軸設有C軸電機。相機用于對模具進行自動定位，自動調焦裝置用于加工3D曲面時，根據(jù)計算機算法，自動調整激光焦距。小功率激光器輸出頭輸出的激光通過光路切換反射鏡將激光反射到自動調焦裝置內或者大功率激光器輸出頭輸出的激光就可以通過全反射鏡將激光反射到自動調焦裝置內。
[0005]在加工時，計算機讀取要加工的二維或三維的零件圖形，計算出所有運動軸的運動軌跡，并控制激光器開關激光，讓激光通過自動調焦裝置后入射到掃描振鏡，激光從平場透鏡出射并以非聚焦焦點照射到需要加工的模具表面，通過掃描振鏡以逐行掃描的方式使模具表面因吸收強烈的激光而產(chǎn)生大面積消融，融化的表面材料因張力使一些突起物向凹陷處進行流動，固化后就可以得到非常光滑的鏡面效果。控制激光照射的方向和照射的位置，就可以將3D或任意形狀的模具加工成具有很好的光潔度及粗糙度效果。其有益效果是:此設備完全取代了手工加工，實現(xiàn)了全自動化且高效率的激光鏡面加工。五軸聯(lián)動結構的采用不但可以加工任意形狀的異形零件，而且加工精度高，不破壞原零件的平整度及曲率半徑。鏡面加工一致性好，且粗糙度可以自由控制，并保證了無任何污染，彰顯了環(huán)保的優(yōu)勢。
[0006]在一些實施方式中，所述Y軸上還垂直設有防氧倉導軌，所述防氧倉導軌上設置有防氧倉。其有益效果是:被加工模具放置于防氧倉內，防止模具表面高溫氧化。
[0007]在一些實施方式中，所述腔體內還設有高度測量器。其有益效果是:所述高度測量器用來輔助定位和確定模具原點與高度。
[0008]在一些實施方式中，所述腔體內還設有切換鏡驅動電機。其有益效果是:切換鏡驅動電機的作用是用來切換或選擇使用哪一組激光輸出。
[0009]在一些實施方式中，所述腔體內的大功率激光器輸出頭和小功率激光器輸出頭至少設有一個。其有益效果是:根據(jù)不同的模具材質和要求，可以選擇其中一個激光輸出進行加工就可以完成，或者先用其中一個激光輸出加工后再使用另一個激光輸出時行加工，用來得到不同的加工效果。
[0010]在一些實施方式中，所述激光器可以是脈沖激光器、連續(xù)激光器和準分子激光器的任意一種或任意兩種。其有益效果是:實際加工時，根據(jù)不同的模具材質和要求，可以選擇其中一個或兩個激光輸出進行加工就可以完成。
[0011]在一些實施方式中，所述防氧倉使用氮氣傳輸軟管連接有氮氣罐。其有益效果是:氮氣傳輸軟管將氮氣罐內氮氣輸送到防氧倉內，防止激光加工模具時模具表面高溫氧化。
[0012]在一些實施方式中，所述防氧倉上部還設有保護鏡。其有益效果是:便于激光穿過保護鏡照射到待加工模具表面。
[0013]在一些實施方式中，所述保護鏡鍍有激光增透膜。其有益效果是:激光增透膜可以使激光最大程度上穿過保護鏡而不損耗能量。
【附圖說明】
[0014]圖1是本實用新型的結構示意圖。
[0015]圖2是本實用新型中腔體的內部結構示意圖。
[0016]圖中:1-操作平臺，2-激光器，3-Z軸，4-X軸，5-Y軸，6-Z軸電機，7-腔體，8-擺動結構，9-A軸電機，10-加工臺面，I1-C軸電機，12-防氧倉導軌，13-防氧倉，14-氮氣傳輸軟管，15-氮氣罐，16-保護鏡，17-相機，18-自動調焦裝置，19-大功率激光器輸出頭，20-小功率激光器輸出頭，21-光路切換反射鏡，22-全反射鏡，23-掃描振鏡，24-平場透鏡，25-高度測量器，26-切換鏡驅動電機。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖1和2對本實用新型作進一步的說明。圖1和圖2示意性的顯示了本實用新型一種采用激光消融加工金屬鏡面的設備，如圖1所示，包括操作平臺I和激光器2，所述操作平臺I上設有Z軸3、X軸4、Y軸5、A軸和C軸的五軸聯(lián)動結構，所述Z軸3上設有Z軸電機6和腔體7，所述Z軸3、Z軸電機6和腔體7均設于X軸4上，如圖2所示，所述腔體7內設有相機17、自動調焦裝置18、大功率激光器輸出頭19、小功率激光器輸出頭20、光路切換反