[发明专利]激光加工装置和激光加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过对工件照射激光而形成贯穿孔的激光加工装置和激光加工方法。

背景技术

图13示出了搭载于机动车的燃料喷射阀1的整体概要主视图。该燃料喷射阀1具有喷嘴保持件2、以及被保持于该喷嘴保持件2末端部的金属制的燃料喷射喷嘴3。另外，参考符号4表示用于吸入燃料的吸入口。

图14是所述燃料喷射喷嘴3的末端部的主要部分概要纵剖视图。如图14所示，该燃料喷射喷嘴3的末端部构成为中空部。在该中空部中插入有喷嘴针阀(nozzle needle)5，随着该喷嘴针阀5的移位，燃料喷射喷嘴3的中空部与贯穿形成于该燃料喷射喷嘴3末端的多个喷射孔6(在图14中仅示出其中两个)形成连通状态或者连通截止状态，从而打开和关闭燃料流路。

近来，用于贯穿形成喷射孔6的穿孔加工采用激光实施。换言之，在形成喷射孔6时，进行激光加工。

在该情况下，从所述末端部的外侧照射激光。因而，激光使所述末端部的壁部从外壁侧开始熔融，并进展至内壁侧。最终使内壁熔融，形成喷射孔6。作为照射发挥如此作用的激光的激光加工装置，例如可列举出日本专利第2623296号公报记载的发明。

然而，在如上所述地进行激光加工时，存在着聚光后的激光的截面不是正圆的情况，因此有时会导致喷射孔的直径、圆度等精度下降。为了消除这种不良情况并提高加工精度，在日本特开2001-150248号公报中，提出了在通过激光加工来设置细孔后通过电火花加工对该细孔进行精加工的方案，此外，在日本特开2001-212685号公报中，提出了在照射第一激光使工件预热后，照射飞秒(femto second)激光等超短脉冲激光来加工工件的方案。

在此，参照图15和图16对日本特开2001-150248号公报记载的现有技术进行简要说明。

首先，如图15所示，将激光加工头101移动到工件102的孔加工位置的正上方。从激光加工头101照射激光103，在工件102贯穿形成预孔(下孔)104。

接着，如图16所示，一边沿移动台107引导电火花加工头105，一边使该电火花加工头105移动至预孔104的正上方，然后使电极106下降，实施电火花加工。其结果是，预孔104被扩径，从而形成预定直径的贯穿孔。

如上述现有技术所记载的那样，在激光加工中，对静止的工件照射激光。然而，由于激光的能量密度高，因此在工件的形成贯穿孔的部位容易产生热变质层。这也是加工精度难以提高的原因之一。

此外，在对工件照射激光时，随着工件的熔融、气化会产生羽流(plume，包含由工件产生的金属蒸气、该金属蒸气离子化形成的蒸气等的混合气体)。该羽流、特别是金属蒸气会遮挡激光，因此也被指出了利用激光的穿孔加工变得难以进行的问题。

进而，在日本特开2001-150248号公报记载的现有技术中，在贯穿形成预孔的工序结束后，利用移动台107将激光加工头101更换为电火花加工头106，因而存在着耗费时间且导致作业工序数增加的问题。由此，难以提高生产率。因而，期望减少作业工序数以提高生产性。

发明内容

本发明的一般目的在于提供一种激光加工装置，该激光加工装置不易使工件产生热变质层，因此容易提高加工精度。

本发明的主要目的在于提供一种激光加工装置，该激光加工装置可避免金属蒸气遮挡激光，因此能够使穿孔加工高效地进行。

本发明的另一目的在于提供一种不易使工件产生热变质层的激光加工方法。

本发明的又一目的在于提供一种能够使穿孔加工高效地进行的激光加工方法。

本发明的又一目的在于提供一种能够减少作业工序数的激光加工方法。

根据本发明的一个实施方式，提供一种激光加工装置，该激光加工装置对中空的金属制工件的封闭部位照射纳秒激光和皮秒激光中的至少任意一方而形成贯穿孔，

该激光加工装置具备：

激光加工头，该激光加工头具有用于照射所述纳秒激光的第一激光振荡机构、以及用于照射所述皮秒激光的第二激光振荡机构；

旋转保持机构，该旋转保持机构保持所述金属制工件，并且以该金属制工件的被所述纳秒激光和/或皮秒激光中的至少任意一方所照射的部位为中心，使该金属制工件旋转动作；

蒸气除去机构，该蒸气除去机构在形成所述贯穿孔时，抽吸由所述金属制工件产生的金属蒸气；以及

控制单元，该控制单元控制所述激光加工头、所述旋转保持机构、所述蒸气除去机构的驱动和停止。