[发明专利]激光加工锥孔的装置和方法

说明书

本申请公开了一种激光加工锥孔的方法和装置。一种激光加工锥孔的装置，包括激光器、光传输模块和加工控制平台；激光器，用于输出激光；光传输模块，用于将输出的激光传输至加工控制平台；加工控制平台，用于利用光传输模块传输的激光控制加工孔的孔径尺寸和锥度。该装置可以实现倒锥孔或0锥孔的可供加工，加工孔表面质量高，不需进行二次加工，提高加工效率，节约了生产成本。

技术领域

本申请涉及一种激光加工锥孔的装置和方法，属于激光加工技术领域。

背景技术

在机械零件结构微型化和精密化的趋势下，大深径比的小孔在航空航天、航天涡轮叶片、发动机喷油嘴和精密仪器等领域的应用越来越多，精度要求也越来越高。例如柴油发动机喷油嘴上的深小锥形喷孔可有效提高燃油的燃烧效率、减少废气排放等。

目前细小倒锥形喷孔的常用加工工艺是采用电火花加工或电解加工实现孔的加工成形，然后采用磨粒流挤压研磨工艺提高通孔的表面质量。微细电火花加工得到倒锥孔需采用电极偏摆机构或成型电极，虽然其成形效率较高，但是工具电极的损耗无法避免，影响孔的形状精度，且无法实现在非金属材料上的微型孔加工。

专利公开号为CN2011144408.2公开一种微细倒锥孔的电解加工方法和装置，其工艺是预先在工件上钻削或电火花加工一通孔,然后在该通孔的基础上电解加工得到倒锥孔，其电解工序中工具电极与通孔的二次对中误差较大，对中精度直接影响微细倒锥孔的形状精度，而且由于需要二次加工，所以工序也比较复杂，技术要求很高，加工精度难以得到良好保证。

随着孔尺寸形状和精度要求的不断提高，可控锥孔精密成形和表面光整加工难度的逐渐增大，如何实现尺寸微小、形状精度高、表面质量良好的可控倒锥孔或0锥孔的加工是一个挑战性的问题。

发明内容

根据本申请的一个方面，提供了一种激光加工锥孔的装置，该装置可以实现倒锥孔或0锥孔的可供加工，加工孔表面质量高，不需进行二次加工，提高加工效率，节约了生产成本。

一种激光加工锥孔的装置，包括激光器、光传输模块和加工控制平台；

激光器，用于输出激光；

光传输模块，用于将输出的激光传输至加工控制平台；

加工控制平台，用于利用光传输模块传输的激光控制加工孔的孔径尺寸和锥度。

可选地，所述加工控制平台包括直线轴和旋转轴；

所述直线轴包括X轴、Y轴、Z轴；

所述旋转轴选自A轴、B轴、C轴中的任意两个轴，所述A轴为绕X轴旋转的旋转轴，所述B轴为绕Y轴旋转的旋转轴，C轴为绕Z轴旋转的旋转轴；

所述直线轴和旋转轴，用于控制所述光传输模块传输的激光与工件之间的入射角度，进而控制位于所述工件上的加工孔的孔径尺寸和锥度。

具体地，直线轴是指沿直线运动的轴；旋转轴是指做旋转对称动作据以进行的几何直线。

可选地，还包括振镜，用于控制激光的运动路径。

可选地，还包括场镜，用于激光聚焦。

可选地，所述激光器是一种超快脉冲激光器。

具体地，一种激光加工锥孔的装置，所述装置包括激光器、光传输反射模组、扫描振镜、场镜、加工控制平台；

激光器、光传输反射模组、扫描振镜和场镜沿光路传播方向依次布置；

加工控制平台包括五轴机床和控制单元，五轴机床设有工件台，工件台用于固定待加工的工件；

控制单元与五轴机床连接，用于控制五轴机床的工作台的运动方式；