1.一种采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,包括:将待加工面齿轮通过夹装工具固定在飞秒激光加工平台上,对固定好的面齿轮进行扫描定位;
基于待加工面齿轮的差曲面,对待加工面齿轮进行基于加工区域的分组,得到面齿轮分组,并根据待加工面齿轮的差曲面绘制等高线图;
通过调整夹装工具将待加工面齿轮翻转至设定角度,用于使待加工面齿轮的待加工面与水平面保持在给定的误差范围内;基于给定的面齿轮分组,设置加工参数,并按照给定的分组加工顺序逐一加工;
以整个齿面作为加工区域,基于待加工面齿轮的等高线图进行二次加工;
对二次加工后的面齿轮进行检测分析,得到加工报告。
2.根据权利要求1所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,在所述面齿轮分组中,每一个分组对应一组加工参数;所述加工参数包括基于面齿轮的材质确定的系统参数、飞秒激光的扫描速度以及扫描间距。
3.根据权利要求1所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,在所述按照给定的分组加工顺序逐一加工的过程中,每加工完成一个齿,需要旋转面齿轮进行下一个齿的加工,当面齿轮转动一个齿位后,以轮齿大端边缘作为定位直线,对齿轮进行新的定位修正。
4.根据权利要求1所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,所述对待加工面齿轮进行基于加工区域的分组,包括:基于待加工面齿轮的差曲面,分析各个齿面之间的误差,对相似曲面进行标记分类,实现对齿面进行分区域分组加工。
5.根据权利要求1所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,所述以整个齿面作为加工区域,基于待加工面齿轮的等高线图进行二次加工,包括:基于由待加工面齿轮的差曲面绘制的等高线图,对齿面进行分层,并逐层加工。
6.根据权利要求1所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,在加工过程中,配备与飞秒激光相同频率的吹风嘴对飞秒激光加工的焦点喷射氩离子气体。
7.根据权利要求1所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,在二次加工以后,使用多脉冲激光扫描加工后的齿面。
8.根据权利要求1所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,所述飞秒激光加工平台包括上位机及分别与所述上位机电连接的飞秒激光器、光路组件、四轴移动平台和吹气系统;面齿轮通过夹装工具固定在四轴移动平台上,所述飞秒激光器发出的飞秒激光经光路组件聚焦在面齿轮的待加工面上,在加工过程中,吹气系统的吹风嘴对飞秒激光加工的焦点喷射氩离子气体;固定在光路组件上的测距仪和CCD相机将采集到的数据传输至上位机,上位机根据加工程序、测距仪和CCD相机采集的数据,调整面齿轮的当前姿态。
9.根据权利要求1或8所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,所述夹装工具包括:安装在四轴移动平台上的翻转机构、安装于所述翻转机构上的自转机构;所述翻转机构包括连接板和与连接板固定连接的底板;所述自转机构包括安装于所述底板上的转动轴,平面齿轮与转动轴键连接,自转驱动机构通过转动轴驱动平面齿轮转动;翻转驱动机构通过连接板、底板和转动轴驱动平面齿轮完成翻转动作。
10.根据权利要求8所述的采用飞秒激光加工面齿轮的方法,其特征是,所述光路组件包括折射镜、扩束镜、三维振镜系统和远心场镜,飞秒激光器发出的激光依次经过折射镜、扩束镜、三维振镜系统和远心场镜聚焦在面齿轮的待加工面上。