[发明专利]楔形劈刀激光快速加工方法及其专用工装夹具

权利要求书

1.一种楔形劈刀的激光快速加工方法，其特征在于，其包括以下步骤：

（1）预备专用工装夹具：所述专用工装夹具包括工装底座、工装夹头、限位块和转轴，所述工装底座上水平设有与所述转轴相适配的轴孔，所述转轴活动设置在该轴孔上，且该转轴的一端伸出所述轴孔且设有所述工装夹头，所述限位块设置在所述转轴的另一端，所述工装底座上设有与该限位块相适配，且能限定转轴在一定角度内旋转的限位结构；

（2）装夹：将需加工的楔形劈刀装夹在所述专用工装夹具的工装夹头上；

（3）一次调整：转动转轴使限位块与限位结构的第一限位面相贴合，使得工装夹头上的楔形劈刀的轴线和第一激光加工工位的振镜扫描光束方向平行，且该楔形劈刀的待开槽位置和第一激光加工工位的振镜扫描光束焦点高度差值在500μm范围内；

（4）槽形加工：第一激光加工工位的振镜扫描光束作用于所述楔形劈刀的待加工位置，并按照所需加工的槽形加工轨迹移动，使楔形劈刀的待开槽位置上呈现出所需的槽位；

（5）二次调整：转动转轴使限位块与限位结构的第二限位面相贴合，使楔形劈刀的轴线和第二激光加工工位的旋切扫描光束方向呈一定夹角，该夹角与所需加工的斜孔倾斜角度相一致，且该楔形劈刀的待开孔位置和第二激光加工工位的旋切扫描光束焦点高度差值在400μm范围内；

（6）斜孔加工：第二激光加工工位的旋切扫描光束作用于所述楔形劈刀的待开孔位置，并按照所需加工的孔形加工轨迹移动，使楔形劈刀的待开孔位置上呈现出所需的斜孔，完成对楔形劈刀的激光快速加工；

所述步骤（4）中的加工工艺参数设定如下：光频率设定为266-1100nm，激光功率设定为0.2-4W，激光脉冲宽度设定为180-1000fs，激光重复频率设定为25-700kHz，聚焦光斑直径设定为10-40μm，旋切光束扫描速度设定为1800-5000mm/s，加工时间设定为0.5-4s，保护气体气压设定为0.4-0.8MPa；

所述步骤（6）中的加工工艺参数设定如下：激光频率设定为266-1100nm，激光功率设定为0.2-4W，激光脉冲宽度设定为180-1000fs，激光重复频率设定为25-600kHz，聚焦光斑直径设定为10-40μm，加工光束扫描速度设定为1800-5000mm/s，加工时间设定为0.5-4s，保护气体气压设定为0.5-0.8MPa；

所述工装夹头包括夹座、压紧块、固定板、调节螺丝和固定螺丝，所述夹座的侧壁上设有安装开槽，所述压紧块位于安装开槽中，所述固定板盖合在安装开槽的侧开口上，并通过固定螺丝固定，该固定板上设有与所述调节螺丝相适配的螺孔，所述调节螺丝拧入螺孔并伸入安装开槽顶压在所述压紧块上；

所述压紧块朝向所述安装开槽的内棱角位置设有能将楔形劈刀压紧定位的倾斜面；

所述转轴的另一端设有横截面呈扇形的缺口，所述限位块的下部固定在该缺口中，该限位块的上部沿所述转轴的径向方向伸出所述缺口形成摆动部。

2.根据权利要求1所述的楔形劈刀激光快速加工方法，其特征在于，所述夹座与转轴为一体连接结构。

3.根据权利要求1所述的楔形劈刀激光快速加工方法，其特征在于，所述限位结构的第一限位面和第二限位面上均设有限位孔，并在所述摆动部上设有与该限位孔相适配的锁定孔，锁定螺丝穿过锁定孔拧入限位孔。

4.一种专用工装夹具，其特征在于，应用于权利要求1-3任意一项所述楔形劈刀的激光快速加工方法中，该专用工装夹具包括工装底座、工装夹头、限位块和转轴，所述工装底座上水平设有与所述转轴相适配的轴孔，所述转轴活动设置在该轴孔上，且该转轴的一端伸出所述轴孔且设有所述工装夹头，所述限位块设置在所述转轴的另一端，且在所述工装底座上设有与该限位块相适配以限定转轴在一定角度内旋转的限位结构。

5.根据权利要求4所述的专用工装夹具，其特征在于：所述工装夹头包括夹座、压紧块、固定板、调节螺丝和固定螺丝，所述夹座的侧壁上设有安装开槽，所述压紧块位于安装开槽中，所述固定板盖合在安装开槽的侧开口上，并通过固定螺丝固定，该固定板上设有与所述调节螺丝相适配的螺孔，所述调节螺丝拧入螺孔并伸入安装开槽顶压在所述压紧块上；所述压紧块朝向所述安装开槽的内棱角位置设有能将楔形劈刀压紧定位的倾斜面；所述夹座与转轴为一体连接结构；所述转轴的另一端设有横截面呈扇形的缺口，所述限位块的下部固定在该缺口中，该限位块的上部沿所述转轴的径向方向伸出所述缺口形成摆动部；所述限位结构的第一限位面和第二限位面上均设有限位孔，并在所述摆动部上设有与该限位孔相适配的锁定孔，锁定螺丝穿过锁定孔拧入限位孔。