[发明专利]超硬材料的激光加工方法及其装置和机床

权利要求书

1.一种超硬材料的激光加工方法，其特征在于以具有线偏振特性的聚焦光斑的移动和其偏振方位角的改变，将工件表面轮廓加工轨迹方向和偏振方向直接关系解耦，使偏振方向只和振镜运动相关。

2.根据权利要求1所述的超硬材料的激光加工方法，其特征在于以线偏振态激光的聚焦光斑在平面沿扫掠路径移动，以及在扫掠的同时实时控制激光的偏振角度，使得各个聚焦光斑均以各自的偏振角度沿着扫掠路径依次排布而产生加工图形，接着再以该加工图形为一个整体在材料表面移动，并去除移动路径上的材料以获得所需的构造。

3.根据权利要求1所述的超硬材料的激光加工方法，其特征在于以偏振驱动装置实时改变出射激光的偏振方位角，激光光束穿过电机中央通孔和置于电机上的偏振光学元件，通过控制电机带动偏振光学元件自转来改变出射光的偏振方向。

4.根据权利要求1所述的超硬材料的激光加工方法，其特征在于聚焦光斑围绕加工图形的中心移动且与偏振角度同步改变，使得各个聚焦光斑均以各自的偏振角度沿着扫略路径依次排布而产生加工图形，再以该加工图形为一个整体在工件表面移动而进行材料去除，使得加工质量和加工效率达到直接采用角向偏振光和径向偏振光进行材料去除相当的加工效果。

5.根据权利要求1所述的超硬材料的激光加工方法，其特征在于将激光经振镜出射的聚焦光斑作用于激光加工平面，使得聚焦光斑沿设定的扫掠路径扫掠并形成加工图形，再以加工图形沿着工件表面轮廓加工轨迹移动，以去除激光加工平面内的超硬材料；

在聚焦光斑沿设定的扫掠路径扫掠时，还对偏振方向与扫掠路径的相关性进行设定，使聚焦光斑围绕加工图形中心移动，

当沿着扫掠路径依次排布的各聚焦光斑的偏振方向相同，使产生的加工图形整体上具有线偏振特性；或

各个聚焦光斑的光矢量端点在垂直于传播方向的平面上的轨迹均位于过加工图形中心的直线上，使加工图形整体上具有径向偏振特性；或

各个聚焦光斑的光矢量端点在垂直于传播方向的平面上的轨迹均位于聚焦光斑扫掠路径的切线上，使加工图形整体上具有角向偏振特性；或

各个聚焦光斑的光矢量端点在垂直于传播方向的平面上的轨迹均与聚焦光斑扫掠路径的切线相交，交角大于0°且小于180°，使加工图形整体上兼有角向偏振和径向偏振特性；或

各个聚焦光斑的光矢量端点在垂直于传播方向的平面上的轨迹呈周期性连续变化，使加工图形整体上具有圆偏振特性或椭圆偏振特性。

6.根据权利要求1所述的超硬材料的激光加工方法应用于机加工设备，以对超硬材料实施加工，形成刀具刃口。

7.一种机加工设备，其特征在于采用权利要求1所述的超硬材料的激光加工方法加工。

8.一种装置，用于实施权利要求1所述的超硬材料的激光加工方法，其特征在于包括：

激光光源，用于产生激光光速；

反射镜，用于改变激光光速的方向；

聚焦镜，用于接收入射的激光光纤，并形成聚焦光斑；

振镜，用于控制聚焦光斑的扫掠范围；

偏振驱动装置，用于改变出射激光的偏振方位角。

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述反射镜安装于光学调整架或振镜之上以实现按需改变聚焦光斑扫掠方向，形成加工图形。

10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于所述的聚焦镜搭载多镜片的场镜。

11.一种机加工设备，其特征在于包括权利要求10所述的装置。