[发明专利]一种超薄水膜辅助脉冲激光微加工装置及其加工方法

权利要求书

1.一种超薄水膜辅助脉冲激光微加工装置，其特征在于：所述加工装置包括激光聚焦装置(1)、喷雾装置(2)、喷雾调整装置(3)和旋转装置(4)，所述旋转装置(4)安装在激光聚焦装置(1)上，所述旋转装置(4)与喷雾调整装置(3)相连接，所述喷雾调整装置(3)上设置喷雾装置(2)；

所述喷雾装置(2)包括喷雾头(8)、调压阀Ⅱ(9)、过滤器(10)、单向阀(11)、水槽(12)、气管(13)和水管(14)，压缩空气通过气管(13)经过调压阀Ⅱ(9)到达喷雾头(8)，所述喷雾头(8)通过水管(14)依次连接单向阀(11)、过滤器(10)和水槽(12)，所述喷雾头(8)处的压缩空气输入压力为0.2～0.4MPa，所述喷雾头(8)出口直径为0.5～3mm，喷射雾化角度10～20°，水雾的雾化粒径为10～100μm。

2.根据权利要求1所述一种超薄水膜辅助脉冲激光微加工装置，其特征在于：所述激光聚焦装置(1)包括聚焦透镜(5)、防护锥管(6)和调压阀Ⅰ(7)，所述聚焦透镜(5)安装在防护锥管(6)内的上端，所述防护锥管(6)侧面装有调压阀Ⅰ(7)，保护气通过调压阀Ⅰ(7)进入防护锥管(6)内，所述防护锥管(6)在下端开有圆形激光出口，脉冲激光通过聚焦透镜(5)聚焦并从圆形激光出口射出。

3.根据权利要求1所述一种超薄水膜辅助脉冲激光微加工装置，其特征在于：所述喷雾调整装置(3)包括支撑板(15)、直线位移滑台Ⅰ(16)、转台(17)和直线位移滑台Ⅱ(18)，所述直线位移滑台Ⅱ (18)安装在转台(17)上，所述转台(17)安装在直线位移滑台Ⅰ (16)上，所述直线位移滑台Ⅰ (16)安装在支撑板(15)上，所述支撑板(15)安装在旋转装置(4)上，所述喷雾头(8)安装在支撑板(15)上。

4.根据权利要求3所述一种超薄水膜辅助脉冲激光微加工装置，其特征在于：所述旋转装置(4)为中空的电控旋转台，所述旋转装置(4)包括轴承座(19)、轴承(20)、齿轮Ⅰ(21)、电动机(22)和齿轮Ⅱ(23)，所述轴承座(19)与防护锥管(6)通过螺栓连接，所述支撑板(15)固定于齿轮Ⅰ(21)之上，所述轴承(20)安装于轴承座(19)之中，所述齿轮Ⅰ(21)与轴承座(19)相连接，所述电动机(22)与齿轮Ⅱ(23)相连接，所述齿轮Ⅱ(23)与齿轮Ⅰ(21)啮合。

5.一种超薄水膜辅助脉冲激光微加工装置的加工方法，其特征在于：所述加工方法包括以下步骤，

步骤1：开启激光聚焦装置(1)的保护气；

步骤2：调整喷雾调整装置(3)的上下位置和角度；

步骤3：调整喷雾调整装置(3)的水平位置，确保脉冲激光通过激光聚焦装置(1) 后照射在快速流动超薄水膜的稳定区；

步骤4：根据脉冲激光和水膜参数进行单次激光加工烧蚀形貌的求解；

步骤5：根据单次激光加工烧蚀形貌的宽度和深度数值和待加工工件几何参数制定最终脉冲激光加工轨迹；

步骤6：开启脉冲激光，使激光聚焦在待加工区的工件表面上实现工件材料的超薄水膜辅助激光微加工，根据上述步骤获得的加工轨迹进行脉冲激光微加工。