[发明专利]一种切削深度可自由调整的激光切削头及其切削工艺

说明书

本发明属于激光加工领域，涉及一种激光切削头及其加工工艺，其结构组成是一激光束经过一激光整形元件和光束会聚元件形成一高能线状激光光斑，其线状光斑的特征是光斑的长度方向大于激光整形元件和光束会聚元件的最大尺寸。当线状光斑相对于加工的工件做旋转运动时，就可以切削出一个孔，孔的尺寸可容纳本发明的激光切削头以进行更进一步的切削；当工件作垂直于线状光斑长度方向上的运动时，可以切削出一个槽，这个槽可以容纳本发明所述的激光切削头以进行更进一步的加工。这样无论是孔的加工还是槽的加工，深度方向不受限制，同时由于线状激光束的线宽可以做得与激光光束与会聚光学元件形成的焦点尺寸相当，故精度也非常好。

技术领域

本发明属于激光加工领域，涉及一种进行材料切削的激光切削头，可以对材料进行深度方向上的切削。

背景技术

利用高能量的激光对材料进行切削具有切削应力小，精度高等诸多优势。现在激光切削对多数是把激光束会聚成一个点，利用高能的激光点汽化液化或是烧灼，打断其化学键等方式去除材料，这种去除材料的缺点是只能利用激光会聚点的附近去除材料，去除材料的深度受限制。还有一种是用一束高能的准直的激光束，即一平行激光束去除材料，这种方式深度不受限制，但因其激光光斑尺寸不能做到很小，因此加工面精度不高。

发明内容

针对上述两种激光加工方式要么加工深度受限，要么加工精度不高的缺憾，现提出一种加工深度可自由调整，加工精度也非常高的激光切削头。

其结构组成是一激光束经过一激光整形元件和光束会聚元件形成一高能线状激光光斑，形成的高能线状激光光斑用于去除加工件的材料。

其高能线状激光光斑的特征是光斑的长度方向大于激光整形元件和光束会聚元件的最大尺寸。

当高能线状激光光斑相对于加工的工件做旋转运动时，就可以切削出一个孔，这个孔的尺寸会容纳进带有激光整形元件和会聚元件的激光头以进行更进一步的切削。特别的，当用于孔加工时，由于其旋转切削特性，其线性激光光斑可以不必是全光斑光长度，可以只取光斑长度大于等于孔的直径即可。

当工件相对于线状激光光斑作垂直于线状激光光斑长度方向上的运动，这样就可以切削出一个槽，这个槽可以容纳进带有激光整形元件和光束会聚元件的激光切削头以进行更进一步的加工。

这样无论是孔的加工还是槽的加工，深度方向不受限制，同时由于线状激光束的线宽可以做得远小于平行的激光束的光斑，精度也非常好。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是现有激光切削技术的表面状况

图2是本发明的基本组成

图3是加工孔时高能线状激光光斑与工件的相对运动情况

图4是加工长槽时工件与线状激光光斑的相对运动情况.

其中，10是截面是圆形或椭圆形的激光光束，20是激光整形元件，30是光学会聚元件，40是形成的线状激光光斑。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

图1展示的是现有激光切削技术的状况，可以看到随着切削深度增加而表面精度与粗糙度大大变差

图2是本发明的其本组成原理。激光光束10经过光束整形元件20后再经过光束会聚元件30，然后在光束会聚元件30的后方形成一线性光斑40.