[发明专利]一种激光套嵌式复合加工方法

说明书

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种激光套嵌式复合加工方法，包括以下步骤：(1)工件分析：对工件的加工特点进行分析，同时生成适合该工件的最佳加工方案；(2)加工模式设定：选择外套激光束和内嵌激光束的套嵌模式；(3)加工参数设定：对步骤(2)中设定外套激光束与内嵌激光束进行加工参数的设定；(4)工件加工：按照步骤(3)中的设定加工参数和步骤(1)中的最佳加工方案对工件进行激光加工,该激光套嵌式复合加工方法,利用不同激光束之间的相互套嵌，一次性实现了激光复合加工材料的粗加工以及精加工，简化了加工流程，同时一次性加工无需进行重复装夹，降低了因重复装夹引起的位置误差。

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种激光套嵌式复合加工方法。

背景技术

激光加工属于非接触式加工，具有精度高、方向性好、无工具磨损等优点，被广泛运用于机械制造领域。近年来随着激光技术的不断突破，激光加工技术在机械微纳制造领域表现出了其他制造技术所没有的优势，例如无材料选择性、纳米结构的制造、制造速度的提升等，随着激光加工技术在机械微纳制造领域运用的推广，对于降低激光加工中存在的微缺陷要求愈发严格，激光加工主要存在热损伤、微裂纹、纳米质变层等缺陷。上述缺陷对于激光所制造微纳结构性能的影响巨大，亟待解决。

激光脉宽与波长是影响激光加工性能的两大最主要因素。激光的波长是决定材料能否加工的决定性因素，不同材料对不同波长激光的吸收率不同，决定了激光加工的制造可行性；已有研究表明，短脉宽激光相对于长脉宽激光，具有更佳的制造性能以及更少的制造缺陷，例如飞秒激光具有超快超强等特性，可以实现微纳米结构等的近无损伤的加工；短脉宽激光虽然具有更佳的制造性能，但是加工效率缺远不及长脉宽激光。故其在实际生产中暂未得到大面积的推广运用。相对而言，长脉宽激光虽然加工效率高，但是存在加工缺陷，特别是在微纳米结构制造中影响尤为明显。

复合制造是当前机械制造领域的主要发展趋势之一，通过不同制造方式的复合有利于综合各类方式的优点，进一步提高制造性能。不同激光的复合制造具有广阔的运用前景，通过综合不同脉宽激光的加工优点，以达到进一步提升激光加工质量的目的。专利ZL200810150387.3公开了一种无重铸层微深孔的激光复合加工及修形方法，首先，使用大功率激光器或者电火花等方式对涡轮叶片微深冷却孔进行粗加工，孔径所留的精加工余量大于该加工方法产生的重铸层厚度，再利用飞秒激光对微深冷却孔进行二次精加工和修形，解决了涡轮叶片微深孔群的高效、高精度加工的问题，专利ZL201610876970.7公开了一种复合纳秒－皮秒－飞秒激光技术的陶瓷钻孔方法，该方法先使用纳秒激光在加工位置进行粗加工，再使用飞秒激光或者皮面激光对加工余量进行加工以实现精加工，提高了陶瓷工窝件的加工精度以及加工效率。但是上述两项专利方法均需要先进行粗加工再进行精加工，复杂了工艺步骤，同时进行的二次装夹存在装夹误差，不适用于微纳米制造领域。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于避免现有技术中的不足之处而提供一种激光套嵌式复合加工方法，利用不同激光束之间的相互套嵌，一次性实现了激光复合加工材料的粗加工以及精加工，简化了加工流程，同时一次性加工无需进行重复装夹，降低了因重复装夹引起的位置误差。

本发明实施例提供一种激光套嵌式复合加工方法，包括以下步骤：

(1)工件分析：对工件的加工特点进行分析，同时生成适合该工件的最佳加工方案；

(2)加工模式设定：选择外套激光束和内嵌激光束的套嵌模式；

(3)加工参数设定：对步骤(2)中设定外套激光束与内嵌激光束进行加工参数的设定；

(4)工件加工：按照步骤(3)中的设定加工参数和步骤(1)中的最佳加工方案对工件进行激光加工。