一种用于激光深小孔加工的装置及激光旋切加工排尘方法制造方法及图纸

一种用于激光深小孔加工的装置及激光旋切钻孔加工排尘方法，激光头包括可旋转的激光射出头、具有叶片的风轮，且利用激光射出头的过渡通道与激光头上的吸气通道配合吸气，以使得风轮位置处的吸风口产生负压，并且会在此处聚集气流而作用于风轮的叶片上，促使外界气流作用于叶片上而驱动激光射出头旋转，以在叶片下方形成吸气高速涡流，进而利用涡流破坏激光束进行加工所生成的激光等离子屏障，激光束从激光射出头的出射通孔射出，并可沿螺旋向下轨迹运动而持续作用于工件上，以能够在工件上形成零锥度的深微孔或正负锥度的异形微孔或槽。以使得激光加工微较为容易快捷，加工效率提升了30

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光深小孔加工的装置及激光旋切加工排尘方法


[0001]本专利技术涉及一种激光微孔和微槽、及深小孔和深微槽加工的
，尤其是一种用于激光深小孔加工的装置及激光旋切加工排尘方法。

技术介绍

[0002]人们对生活品质要求的不断提高，微孔和微槽技术在半导体材料、金属材料、硬脆材料以及生物材料等领域得到广泛应用。半导体领域，微孔和微槽加工应用于制造微型电路板及光电子器件等；金属领域，微孔和微槽加工应用于制造精密仪器、微型部件；硬脆材料，在金刚石和陶瓷材料上钻孔和切割；生物领域，微孔和微槽加工应用于牙齿、人工骨头和假肢等。传统工艺中，一般采用钻头铣刀钻孔和铣削方式加工孔或槽，用电火花方式在金属上加工成型微孔或异型孔，但是该类方式所加工成型的效率低，对于锥形孔或异形孔的加工其精度、质量形状很难达到需要的要求，后续处理工艺复杂，而且在加工小于50微米的微孔时，其微孔形状和尺寸很难满足人们对孔的精度及复杂异型孔要求，因此人们研发了激光钻孔和切割，激光钻孔和铣槽，尤其在加工高质量微孔和微槽时加工效率低、质量低，其中阻碍效率和质量提升主要因素是由于脉冲激光作用于材料上随着微孔和微槽深度增加，在狭小空间内形成等离子屏障，以及粉尘聚集在孔或槽内得不到及时扩散，致使脉冲激光对微孔加工无法高效加工，从而增加了微孔或槽加工的难度，导致所成型孔或槽无法达到需要的技术精度要求，而且还需后续多道工序处理，使得微孔加工效率低下，精度得不到保障。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是为了解决上述技术的不足而设计的一种用于激光深小孔加工的装置及激光旋切钻孔排尘方法。
[0004]本专利技术所设计的一种用于激光深小孔加工的装置，包括外壳，外壳内形成激光通道，激光通道包括激光射出通道，激光射出通道内设置有用于激光出射的聚焦透镜，激光射出通道内旋转式安装有激光射出头；激光射出头包括驱动部、出射通孔、以及套体和形成于套体内且呈螺旋式均匀分布的多个叶片，出射通孔形成于驱动部的中心位置处，套体和多个叶片形成于驱动部底面并围绕出射通孔设置，聚焦透镜安装于出射通孔处；驱动部外壁与激光射出通道的内壁之间形成风道，激光射出头的驱动部内形成有多个呈环形阵列分布的过渡通道、以及分别位于各叶片之间的多个吸风口，过渡通道分别与多个吸风口连通设置，激光射出通道上与驱动部位置对应的侧壁部形成有吸气通道，各过渡通道分别通过风道与吸气通道连通；当深小孔加工时，激光束经聚焦透镜射出，且吸气通道吸气而使外界气流经吸风口吸入，以使得外界气流作用于叶片上而驱动激光射出头旋转，以在叶片下方形成吸气高速涡流，进而利用涡流破坏激光束进行加工所生成的激光等离子屏障。
[0005]根据以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，激光射出通道下端向下延伸形成有环体，环体环绕于套体的外围，环体的下端面向内凹设形成有与外界连通的环形通道、
以及与环形通道连通的进风口，环形通道呈锥形设置，且上端直径大于下端直径，当进风口进入惰性气体后通过锥形设置的环形通道而在外壳的下端下方形成风幕，以对激光高温材料去除后的孔内壁表面形成风防护层。
[0006]根据以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，各吸风口均朝激光射出通道内部方向延伸而形成与过渡通道连通的吸风通道，以使各吸风口分别通过吸风通道与过渡通道连通。
[0007]根据以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，各过渡通道均呈倾斜设置，以使多个过渡通道呈螺旋式均匀分布。
[0008]根据以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，各吸风通道均呈倾斜设置，以使多个吸风通道呈螺旋式均匀分布。
[0009]根据以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，激光射出通道安装有轴承套，激光射出头还包括连接头，出射通孔上端延伸至连接头的顶面，且聚焦透镜安装于出射通孔的上端口处，连接头至少部分安装于轴承套内。
[0010]根据以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，激光射出通道安装有衬套，驱动部位于衬套内，驱动部的外壁与衬套的内壁之间形成风道。
[0011]根据以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，还包括两根管体，衬套上相对两侧分别形成有通孔一，激光射出通道的侧壁部相对两侧分别形成有通孔二，各通孔一分别与两个通孔二对应设置而形成两处安装通道，各安装两根管体的一端部分别安装于两个安装通道内，两根管体内分别形成吸气通道。
[0012]另一方面，一种激光旋切钻孔加工排尘方法方法，包括采用以上所述的一种用于激光深小孔加工的装置，该装置的激光通道内设置有使激光束运动的激光束运动组件，激光束运动组件对应位于该装置的聚焦透镜的上方，激光束运动组件使该装置所射出的激光作螺旋运动、并持续沿加工中心轴线向下位移而作用于工件上，以能够在工件上形成零锥度的深微孔或正负锥度的异形微孔或微槽或深微槽，且所射出的激光束与所形成的孔轴线成之间形成夹角。
[0013]本专利技术所设计的一种用于激光深小孔加工的装置及激光旋切钻孔加工排尘方法，有益效果如下：1、利用吸气原理使得在通过激光射出头处聚集气流，以作用于叶片上而促使激光射出头旋转，进而在激光射出头下方形成负压，通过负压形成快速运动的涡流气体，以将聚集在孔内的粉尘也带走、并减弱等离子体的影响，让激光顺利到达材料表面而高效去除材料，以使得激光加工微孔较为容易快捷，加工效率提升了30
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50%，从而超快完成微孔加工，而且可加工小至10微米的槽或孔，深径比大于10，同时应用于超快脉冲激光加工深小孔和槽时，可实现深小孔和槽的高精度、高质量加工。
[0014]2、利用旋切钻孔和切槽，可加工不同锥度的微孔和微槽，如零锥度的深微孔和槽或正负锥度的异形微孔，使得激光头钻微孔和切槽使用范围更广。
[0015]3、利用在激光射出头下方形成快速运动涡流气体件粉尘带走后降低热量聚集，而避免产生高热而对材料表面伤害，降低热损伤，提高质量同时提高效率。
[0016]3、通过环形通道进行使得装置下方形成风幕，以对激光高温材料去除后的孔内壁表面形成风防护层，防止激光产生的高温进行材料去除的过程中孔内壁表面氧化的情况发
生，从而获得表面质量更佳的孔和槽内壁。
附图说明
[0017]图1是本实施例装置的整体结构示意图（一）；图2是本实施例装置的全剖视图；图3是本实施例装置的底部结构示意图；图4是本实施例装置的局部剖视图（一）；图5是本实施例装置的局部剖视图（二）；图6是本实施例装置的激光射出头结构示意图；图7是本实施例装置的结构示意图（二）；图8是本实施例装置形成涡流气体的示意图；图9是本实施例的激光螺旋运动钻孔的示意图；图10是本实施例具有激光束运动组件的激光加工装置结构示意图。
[0018]图中：外壳1、激光通道11、激光射出通道111、通孔二12、环体13、环形通道131、进风口14、连接管15、轴承套2、激光射出头3、连接头31、驱动部32、过渡通道321、吸风口322、吸风通道323、套体33、叶片34、出射通孔35、衬套4、通孔一41、管体5、吸气通道51、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光深小孔加工的装置，包括外壳（1），外壳（1）内形成激光通道（11），激光通道（11）包括激光射出通道（111），激光射出通道（111）内设置有用于激光出射的聚焦透镜（7），其特征在于，激光射出通道（111）内旋转式安装有激光射出头（3）；激光射出头（3）包括驱动部（32）、出射通孔（35）、以及套体（33）和形成于套体（33）内且呈螺旋式均匀分布的多个叶片（34），出射通孔（35）形成于驱动部（32）的中心位置处，套体（33）和多个叶片（34）形成于驱动部（32）底面并围绕出射通孔（35）设置，聚焦透镜（7）安装于出射通孔（35）处；驱动部（32）外壁与激光射出通道（111）的内壁之间形成风道（6），激光射出头（3）的驱动部（32）内形成有多个呈环形阵列分布的过渡通道（321）、以及分别位于各叶片（34）之间的多个吸风口（322），过渡通道（321）分别与多个吸风口（322）连通设置，激光射出通道（111）上与驱动部（32）位置对应的侧壁部形成有吸气通道（51），各过渡通道（321）分别通过风道（6）与吸气通道（51）连通；当深小孔加工时，激光束经聚焦透镜（7）射出，且吸气通道（51）吸气而使外界气流经吸风口（322）吸入，以使得外界气流作用于叶片（34）上而驱动激光射出头（3）旋转，以在叶片（34）下方形成吸气高速涡流，进而利用涡流破坏激光束进行加工所生成的激光等离子屏障。2.根据权利要求1所述的一种用于激光深小孔加工的装置，其特征在于，激光射出通道（111）下端向下延伸形成有环体（13），环体环绕于套体（33）的外围，环体（13）的下端面向内凹设形成有与外界连通的环形通道（131）、以及与环形通道（131）连通的进风口（14），环形通道（131）呈锥形设置，且上端直径大于下端直径，当进风口（14）进入惰性气体后通过锥形设置的环形通道（131）而在外壳（1）的下端下方形成风幕，以对激光高温材料去除后的孔内壁表面形成风防护层。3.根据权利要求2所述的一种用于激光深小孔加工的装置，其特征在于，各吸风口（322）均朝激光射出通道（111）内部方向延伸而形成与过渡通道（3...

【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，
申请(专利权)人：大辽激光科技宁波有限公司，
类型：发明
国别省市：