[发明专利]用于使用流体射流引导的激光束来车削工件的方法

说明书

本发明涉及利用耦合到流体射流中的激光束，即利用流体射流引导的激光束来车削工件。本发明分别提供了一种用于加工工件的方法(20)和设备(10)，其中所述加工包括车削工件。所述方法由所述设备(10)执行，所述设备被配置为提供流体射流(11)引导的激光束(12)。所述方法包括车削所述工件(30)，其中，车削所述工件包括：在所述加工期间使所述工件绕旋转轴线(31)旋转；以及将所述流体射流引导的激光束提供到所述工件的加工表面(32)。

技术领域

本发明涉及加工工件的领域，特别是通过车削加工工件的领域。特别地，本发明涉及利用耦合到流体射流中的激光束，即利用流体射流引导的激光束来车削工件。本发明分别提供了一种用于加工工件的方法和设备，其中所述加工包括车削工件。所述方法可以由所述设备执行，并且所述设备被配置为提供流体射流引导的激光束。

背景技术

车削是一种加工工件的过程，例如，包括在工件旋转的同时使用切削工具切入工件。由此，切削工具可以在工件旋转的同时线性移动，使得例如，切削工具在工件表面上描述螺旋路径。也就是说，工件的传统车削包括使工件绕旋转轴线旋转，同时对工件进行加工，例如，用切削工具进行切削。车削工件的速度由旋转工件的旋转速度决定。传统的切削工具可以是传统的激光器。

传统的车削有几个缺点。例如，并非所有材料都能以传统的方式，即通过使用传统的切削工具，容易地进行车削。一些材料，如金刚石或超合金，可能对切削工具来说太硬，而其他材料，如PHYNOX或MAGIC GOLD，可能太脆或对工件的车削过程中由切削工具产生的热量太敏感。此外，通常存在对工件尺寸的限制，这对于车削工件仍然很可能会发生的。具体地，高纵横比工件难以用传统车削来加工。此外，较大的工件(具有较大的体积和/或直径)可能很难通过使用传统激光器的车削w来加工。最后，在传统车削之后，已车削工件的加工表面的表面粗糙度经常不令人满意，即表面经常过于粗糙，并且需要进一步的处理步骤，如抛光。

传统车削的另一个缺点是，该加工过程不能容易地整合在工艺流程中，该工艺流程还包括工件的其他加工过程，例如，对工件(特别是车削后的工件)进行钻孔、铣削或雕刻。

发明内容

因此，本发明的实施方式旨在改进通过车削加工工件的传统方式。特别地，目的是分别提供一种方法和设备，其可以车削多种材料的工件，甚至是非常硬的和/或脆的材料和热敏感的材料。车削应完全自动执行。此外，将车削与工件的一个或多个其他加工处理整合应该是容易的。该车削应进一步导致已加工工件的加工表面的表面粗糙度的改善。此外，也在较大的工件上执行车削应该是非常可行的。最后，应减少加工给定精度、质量和形状的工件的时间，同时也应减少加工处理中的工具消耗。本发明的实施方式还应允许加工新类型的工件，例如在由硬的、脆的和/或热敏感的材料制成的工件中车削高纵横比的凹槽。

这些和其他目的通过所附的独立权利要求中呈现的实施方式来实现。这些实施方式的有利实现方式在从属权利要求中被定义。

特别地，本发明的实施方式总体上基于用于实现加工工件的方法的设备的使用，该方法包括车削工件。该设备提供激光束，该激光束通过内部反射在流体射流中被引导。该流体射流引导的激光束可以有效地车削工件。由此，根据本发明的实施方式，激光束与工件的加工表面之间的不同取向是可能的。这些实施方式能够以非常高的精度，特别是以高纵横比或复杂的几何形状，车削甚至超硬材料的工件、和脆的或高热敏感材料的工件。

第一方面提供了一种用于加工工件的方法，其中，该方法由提供流体射流引导的激光束的设备执行，其中，该方法包括车削工件，以及其中，车削工件包括：在加工期间使工件绕旋转轴线旋转；以及将流体射流引导的激光束提供到工件的加工表面。

在车削期间中，特别是在工件的加工期间，工件可以连续旋转。流体射流引导的激光束能够车削多种材料的工件，包括非常硬的材料、和脆的或非常热敏的材料。使用该设备可以完全自动地执行车削。与不使用流体射流引导的激光束的传统车削方法相比，利用第一方面的方法实现了车削工件的改进结果。例如，在速度、精度、和表面粗糙度或流体射流的可达性方面。