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专利号: 2022115233653
申请人: 太原理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 机床;其他类目中不包括的金属加工
更新日期:2024-06-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,包括与加工中心主轴配合的刀柄(1)以及与刀柄(1)同轴布置的主滑环(2)、辅滑环(3)和刀体(19),辅滑环(3)位于主滑环(2)之下,主滑环(2)、辅滑环(3)的内圈分别与刀柄(1)侧壁过渡配合,刀体(19)固定连接至刀柄(1)的底端,刀体(19)中开有与刀体(19)同轴的圆柱形空腔(18);

圆柱形空腔(18)的顶部中心固定连接有中心激光发生器(11),圆柱形空腔(18)侧壁上还铰接有沿周向均匀分布的至少两个外围激光发生器(12),圆柱形空腔(18)中还设置有用于驱动外围激光发生器(12)绕铰接轴转动的驱动结构,圆柱形空腔(18)的底部设置有使外围激光发生器(12)的激光能穿透的环形聚光镜(26),环形聚光镜(26)的中间安装有与刀柄(1)同轴的伸缩缸(20),环形聚光镜(26)的内圈与伸缩缸(20)的缸体间隙配合,伸缩缸(20)的活塞(22)上可拆卸连接有与刀柄(1)同轴的钻削刀具(25),伸缩缸(20)和钻削刀具(25)的中心轴上开有用于避让中心激光发生器(11)激光的竖直通孔,竖直通孔位于伸缩缸(20)顶部的孔口处固定有圆形聚光镜(21);

中心激光发生器(11)和外围激光发生器(12)的第一信号传输线路(8)穿过辅滑环(3)后与主滑环(2)连接,并通过主滑环(2)与外部的激光电源(6)相连接;

驱动结构和伸缩缸(20)的线路通过辅滑环(3)与外部的控制装置相连接;

控制装置包括液压控制组件(4);驱动结构包括至少一个液压推杆(15);辅滑环(3)包括由球轴承(302)相连接的液压内环(301)和液压外环(303),液压内环(301)与刀柄(1)过渡配合,液压内环(301)上开有用于穿置第一信号传输线路(8)的通孔,液压外环(303)的底壁上开有多个与刀柄(1)同轴的环形液压槽(501),不同环形液压槽(501)的槽底分别通过通孔延伸至液压外环(303)的侧壁上并通过不同的液压管路(5)与液压控制组件(4)相连接,环形液压槽(501)的槽口处安装有与环形液压槽(501)同轴的可活动环板(508),可活动环板(508)的侧壁与环形液压槽(501)的侧壁之间设置有轴承滚珠(507)和多个第一密封圈(506),以保证可活动环板(508)可绕环形液压槽(501)的轴线旋转,可活动环板(508)上开有液压转接孔(505),液压转接孔(505)中螺纹连接有液压转接管(509),液压转接管(509)的另一端穿过刀体(19)的顶部并从刀体(19)的侧壁中延伸至圆柱形空腔(18)的侧壁上,不同液压转接管(509)的另一端分别与不同液压推杆(15)相连通;液压控制组件(4)还连接有用于调整液压强度的控制计算机(7)。

2.根据权利要求1所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,伸缩缸(20)为由液压驱动的液压缸,伸缩缸(20)的缸体顶部中央开有安装孔,圆形聚光镜(21)密封连接至安装孔中,圆形聚光镜(21)的下表面上固连有透光筒(30),伸缩缸(20)的活塞(22)和钻削刀具(25)的中心轴处分别开有用于避让中心激光发生器(11)激光的竖直通孔,透光筒(30)的底端伸入伸缩缸(20)活塞(22)的竖直通孔中且与伸缩缸(20)的活塞(22)之间设置有第二密封圈;伸缩缸(20)的缸体通过液压转接管(509)穿过刀体(19)侧壁后,与液压外环(303)中对应的环形液压槽(501)中的可活动环板(508)相连接,进而通过环形液压槽(501)与液压控制组件(4)相连接。

3.根据权利要求2所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,每个外围激光发生器(12)的下方分别对应设置有偏振镜(17),偏振镜(17)用于配合其正上方的外围激光发生器(12),使其射出的激光到达指定的位置,偏振镜(17)通过至少一根液压推杆(15)连接至圆柱形空腔(18)的侧壁上,液压推杆(15)通过液压转接管(509)穿过刀体(19)侧壁后,与液压外环(303)中对应的环形液压槽(501)中的可活动环板(508)相连接,进而通过环形液压槽(501)与液压控制组件(4)相连接。

4.根据权利要求1所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,外围激光发生器(12)通过支撑组件与圆柱形空腔(18)连接,支撑组件包括支撑板(16)、圆柱轴(141)和固定于圆柱形空腔(18)径向上的支撑臂(14),圆柱轴(141)与支撑臂(14)靠近外围激光发生器(12)的端部相连后形成T形结构,位于支撑臂(14)两侧的圆柱轴(141)上均套设有圆筒(142),且圆柱轴(141)的两端一体成型有防止圆筒(142)滑脱的挡板(143),两个圆筒(142)均通过支腿与支撑板(16)的背面固定连接,用于驱动外围激光发生器(12)转动的液压推杆(15)的活塞(22)连接至支撑板(16)的背面,外围激光发生器(12)通过固定卡扣(13)与支撑板(16)正面可拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,固定卡扣(13)包括横截面为工形的立体结构,外围激光发生器(12)固定在固定卡扣(13)的前侧壁上,固定卡扣(13)的左右两侧分别开有凹形通孔(118),凹形通孔(118)的两端分别位于固定卡扣(13)向外突出的左、右侧壁上,凹形通孔(118)中配合有凹形支撑件(117),凹形支撑件(117)的两端部分别从凹形通孔(118)的两端穿出,凹形通孔(118)的中间部分大于凹型支撑件的中间部分以保证凹型支撑件在凹形通孔(118)中可沿水平方向内外平移,凹型支撑件前端上连接有按钮(116),按钮(116)与凹型通孔前端之间的凹型支撑件上穿置有复位弹簧(119),支撑板(16)正面上开有与固定卡扣(13)的后侧壁适配的凹槽,且凹槽中开有容纳凹形支撑件(117)后端部的卡槽(115)。

6.根据权利要求5所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,外围激光发生器(12)上还固定有角度传感器(10),角度传感器(10)的第二信号传输线路(9)依次穿过刀体(19)的顶壁和液压内环(301)后通过主滑环(2)与外部的控制计算机(7)相连接,用于控制外围激光发生器(12)的转动角度。

7.根据权利要求3所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,当伸缩缸(20)的活塞(22)位于行程最远点时,活塞(22)底部伸出刀体(19)的底部,伸缩缸(20)的活塞(22)底部开有用于安装钻削刀具(25)的圆柱槽,钻削刀具(25)上穿置有刀具压盖(24),刀具压盖(24)与钻削刀具(25)之间配合有刀具夹头(23),刀具压盖(24)与伸缩缸(20)的活塞(22)底部螺纹连接,实现钻削刀具(25)的固定。

8.根据权利要求4所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,环形聚光镜(26)由三片扇环形聚光镜(261)组合而成,每片扇环形聚光镜(261)的两条半径边上均连接有第一压片(262),每片扇环形聚光镜(261)的外周上均连接有第二压片(263),相邻扇环形聚光镜(261)之间通过第一压片(262)固定连接,每片扇环形聚光镜(261)通过第二压片(263)固定至刀体(19)的底部。

9.根据权利要求5所述的一种激光辅助钻削的加工装置,其特征在于,外围激光发生器(12)的数量为三个,三个外围激光发生器(12)分别位于圆柱形空腔(18)的上部,三个偏振镜(17)分别位于圆柱形空腔(18)的中下部,三个外围激光发生器(12)分别与三片扇环形聚光镜(261)、三个偏振镜(17)上下位置对应。