带有原位检测的激光原位辅助金刚石压头印压成孔装置

摘要

本实用新型涉及带有原位检测的激光原位辅助金刚石压头印压成孔装置，包括：激光器镜头、三轴旋转调节装置、镜头夹具、龙门架、两轴弧度调节装置、压头夹具、带有中空刀杆的金刚石压头、基底、基底支撑座、CMOS显微镜相机、三轴平移调节装置、电动升降平台、工作平台。本装置采用电动升降平台带动基底、工件放置于基底上，利用基底与带有通孔刀杆的金刚石压头二者的挤压作用在工件形成单侧超微孔，与此同时激光通过带有通孔刀杆的金刚石压头辐照于工件被加工区域，使工件受热软化提高的成孔质量，CMOS显微镜相机实时监控成孔状态。本装置，通过激光原位辅助作用，提供单侧超微孔的成孔质量，通过CMOS显微镜相机的原位成像可以实现对压头姿态、压头与激光的耦合效果、成孔时刻、成孔质量实现原位监测，使得成孔孔径可控化。

说明书

技术领域

本实用新型应用于材料微孔、超微孔加工技术领域，具体是涉及带有原位检测的激光原位辅助金刚石压头印压成孔装置。

背景技术

目前针对大深径比、大锥角微孔的成形加工存在加工硬化及回弹等效应，加工后的工件成孔精度不高，成孔形状不规则，孔壁边缘存在大量微裂纹等加工质量问题。因此成孔后工件需检测后被动分类，由于检测手段难以与模具相结合无法实现原位检测，仍以离线检测为主，使得加工效率难以提高。

实用新型内容

解决的技术问题

提供了带有原位检测的激光原位辅助金刚石压头印压成孔装置，通过原位激光对工件的加热作用可以有效地改善常温加工所造成的加工硬化及回弹等效应，进而有效的解决现有技术成孔精度不高，成孔形状不规则，孔壁边缘存在大量微裂纹等加工质量问题。通过原位检测可以实现对工件在线、在位、实时的检测，以及对加工过程中各项参数的实时检测，进而有效地解决了成孔后工件需检测后被动分类的问题，极大地提高了加工效率。技术方案

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：

带有原位检测的激光原位辅助金刚石压头印压成孔装置，其特征在于：所述本装置由激光器镜头、三轴旋转调节装置、镜头夹具、龙门架、两轴弧度调节装置、压头夹具、带有通孔刀杆的金刚石压头、基底、基底支撑座、CMOS显微镜相机、三轴平移调节装置、电动升降平台、工作平台组成；所述激光器镜头固定于镜头夹具中；所述带有通孔刀杆的金刚石压头固定于压头夹具中；所述基底与基底支撑座采用过盈配合；所述CMOS显微镜相机固定于三轴平移调节装置2侧面。

更进一步地，所述激光器镜头发出的激光应与带有通孔刀杆的金刚石压头轴线重合。

更进一步地，所述基底为透明硬质基底，材质为钢化玻璃或蓝宝石玻璃。

有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型通过原位激光对工件的加热作用，提高了材料的延性进而提高加工质量，通过透明硬质基底的通光性，采用CMOS显微镜相机在下方原位检测带有通孔刀杆的金刚石压头磨损情况，激光与带有通孔的金刚石压头耦合情况，底部工件成孔情况，实现了对加工状态、加工过程、加工效果的实时、在线、在位的检测，极大的提高了加工效率

附图说明

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。

图1为本实用新型的装配示意图；

图2为本实用新型的结构示意图；

图3为本实用新型的镜头夹具示意图；

图4为本实用新型的压头夹具示意图；

图5为本实用新型的基底支撑座示意图。

图中的标号分别代表：1-激光器镜头；2-三轴选装调节装置；3-镜头夹具；4-龙门架；5-两轴弧度调节装置；6-压头夹具；7-带有通孔刀杆的金刚石压头；8-基底；9-基底支撑座；10-CMOS显微镜相机；11-三轴平移调节装置；12-电动升降平台；13-工作平台。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例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作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

下面结合实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例一：

参照图1可知，带有原位检测的激光原位辅助金刚石压头印压成孔装置，包括激光器镜头1，三轴旋转调节装置 2，镜头夹具3，龙门架4，两轴弧度调节装置5，压头夹具6，带有通孔刀杆的金刚石压头7，基底8，基底支撑座9，CMOS显微镜相机10，三轴平移调节装置11，电动升降平台12，工作平台13。

工作时，通过调节三轴平移装置11使CMOS显微镜相机10成像聚焦于带有通孔刀杆的金刚石压头7尖端，拍摄压头姿态、激光束与压头耦合情况等参数的图像，通过调节两轴弧度装置5调整带有通孔刀杆的金刚石压头7的姿态，通过调节三轴旋转调节装置2带动激光器镜头1完成激光束与压头的耦合，然后将工件放置于基底8上方，通过调节三轴平移装置11使CMOS显微镜相机10成像聚焦于工件下方。所述装置的加工通过电动升降平台12带动基底8上升，工件受到基底8与带有通孔刀杆的金刚石压头7的挤压作用形成单侧超微孔，CMOS显微镜相机10实时拍摄底部成孔情况，当拍摄的孔径达到所需要求时，通过电动升降平台12带动基底8下降完成加工。

本实用新型提出带有原位检测的激光原位辅助金刚石压头印压成孔装置，基于金刚石的极佳物理性能和光学性能，辅以原位激光辅助热应力作用，可以实现大深径比的单侧超微孔成形，通过下方CMOS相机的原位成像可以实现对压头姿态、压头与激光的耦合效果、成孔时刻、成孔质量实现原位监测，使得成孔孔径可控化，加工质量高。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的保护范围。