管电极放电与激光辐照的同轴复合加工方法和装置

摘要

本发明提供了一种管电极放电与激光辐照的同轴复合加工方法和装置，属于特种加工和复合加工领域；通过锥形管电极放电和激光辐照同轴作用于绝缘高硬脆材料表面进行微细刻蚀加工，脉冲激光作用于工件表面产生的隐性材质缺陷和应力集中能吸引火花放电始终作用在该区域，同时火花放电改变该区域的表面形貌和物化性质，进而提高该区域对激光能量的非线性吸收，产生局域场增强效应，而且脉冲激光聚焦辐照能加快电化学反应，促进空心工具电极表面生成稳定的放电气膜层；两种能量的交互协同作用实现了对绝缘高硬脆材料的微细定域刻蚀，显著改善了加工效率，并且提高了加工质量。

主权项

一种管电极放电与激光辐照的同轴复合加工装置，其特征在于，包括电化学放电和激光复合加工系统、运动控制系统和电解液循环系统；所述电化学放电和激光复合加工系统包括空心工具电极(9)、电化学放电加工装置(7)、辅助电极(3)、可调脉冲电源(25)、工作腔(21)、激光器(10)、反射镜(6)、聚焦透镜(8)、保护镜片(5)，所述空心工具电极(9)固定安装在所述电化学放电加工装置(7)上、且位于所述电化学放电加工装置(7)正下方，所述工作腔(21)中装有电解液，工作腔(21)底面上固定有用于加持试样(18)的夹具(20)，所述空心工具电极(9)底部和所述辅助电极(3)浸没在所述工作腔(21)的电解液中，所述辅助电极(3)与所述可调脉冲电源(25)的正极相连，所述空心工具电极(9)与所述可调脉冲电源(25)的负极相连；所述电化学放电加工装置(7)、空心工具电极(9)轴线均设有通孔，所述反射镜(6)用来改变所述激光器(10)发出的脉冲激光光路，使光束射入所述电化学放电装置、空心工具电极(9)轴线处的通孔内，且与所述空心工具电极(9)保持同轴，所述聚焦透镜(8)安装在所述电化学放电加工装置(7)里面且将脉冲激光光束聚焦在试样(18)表面，所述保护镜片(5)安装在所述空心工具电极(9)里，防止所述工作腔(21)中的电解液流入所述空心工具电极(9)中；所述运动控制系统包括计算机(1)、运动控制器(2)和X‑Y‑Z三坐标数控平台(22)，所述运动控制器(2)与所述计算机(1)相连，所述X‑Y‑Z三坐标数控平台(22)与所述运动控制器(2)相连，所述计算机(1)通过输入的运动程序传输给所述运动控制器(2)进而控制所述X‑Y‑Z三坐标数控平台(22)的运动；所述电解液循环系统包括恒温储液槽(16)、输液管(11)、回液管(12)、泵(14)、节流阀(17)、溢流阀(13)，所述恒温储液槽(16)与工作腔(21)之间通过输液管(11)和回流管构成循环管路，所述输液管(11)和回流管上均设置有节流阀(17)，所述泵(14)设置输液管(11)上；所述输液管(11)与恒温储液槽(16)之间还设置有溢流阀(13)。