[實用新型]新型皮秒激光加工裝置

無效

• 申請號: 200920036010.5
• 申請日: 2009-03-06
• 公開（公告）號: CN201357287Y
• 公開（公告）日: 2009-12-09
• 發明（設計）人: 趙裕興;郭良
• 申請（專利權）人: 蘇州德龍激光有限公司
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00;B23K26/06
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司
• 代理人: 陳忠輝

技術領域

本實用新型涉及一種新型皮秒激光加工裝置，用于加工噴油嘴上的微孔。

背景技術

噴油器裝在發動機氣缸蓋上，作用是將燃油霧化成較細的顆粒，并噴入到燃燒室中和空氣形成良好的可燃混合汽，從而提高燃燒效率。噴油器由上部的噴油器體和下部的噴油嘴組成，高壓燃油經噴油器體從噴油嘴上小孔出射形成霧化顆粒，顆粒大小由燃油壓力與小孔直徑決定，因而小孔的質量對最終的燃燒效率有至關重要的作用。根據噴油嘴種類的不同，其小孔的形狀也不同。小孔直徑在0.15～1mm之間，目前常用噴油嘴上的小孔直徑一般在0.15～0.55mm之間，小孔深度小于1mm，小孔數量小于15個。

目前，現有的機械加工技術在材料上打微型小孔一般只能加工孔徑大于0.25mm的小孔，利用高端機械鉆孔機雖然可以鉆孔徑0.1mm左右的孔，但其缺點在于價格昂貴、壽命較短，難以加工硬質合金，加工后的小孔內壁有毛刺等缺點。電火花加工技術也常用來加工小孔。電火花技術可加工直徑0.1mm以下的微孔，其加工精度較高。缺點在于速度慢，電極壽命短且越小成本越高。目前激光已被應用在微孔加工領域。利用光學系統可以將激光聚焦到小于0.01mm的光點，光點處的功率密度可達到10⁹W/cm²，加工時材料被熔化、汽化，從而形成小孔。相比于機械與電火花加工方式，激光加工技術有著顯著的優勢：其加工速度快，每秒鐘可加工上千個孔，且孔一致性較好；成本較低，無工具損耗；壽命長，工作穩定。目前工業上激光鉆微孔普遍使用的是光脈沖寬度為納秒(10^-9s)的激光器。由于納秒激光器所產生的光脈沖寬度為納秒級，與材料相互作用時熱效應明顯，孔邊緣出現不光滑、燒焦、崩口、熱裂紋等現象，導致加工精度降低。此外，通常使用的振鏡掃描式光學系統雖然可加工0.1mm左右的微孔，但其缺點在于加工效率低，所能加工的小孔徑深比有限，無法加工較深的小孔。

發明內容

本實用新型的目的是克服現有技術存在的不足，提供一種用于噴油嘴微孔加工的皮秒激光加工裝置，旨在有效提高加工效率，增加噴孔徑深比，提高噴孔加工精度與質量。

本實用新型的目的通過以下技術方案來實現：

新型皮秒激光加工裝置，包括皮秒激光器、校準系統和螺旋光學加工系統，特點是：所述皮秒激光器的輸出端布置有第一反射鏡，第一反射鏡銜接第二反射鏡，第二反射鏡的輸出端設置光閘，光閘的輸出端連接有擴束鏡，擴束鏡的輸出端銜接有第三反射鏡，第三反射鏡通過校準系統與螺旋光學加工系統相銜接。

進一步地，上述的新型皮秒激光加工裝置，所述皮秒激光器輸出的激光為皮秒級綠色激光，波長為532nm。

更進一步地，上述的新型皮秒激光加工裝置，所述擴束鏡的放大倍率為3～10倍可調。

本實用新型技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在：

本實用新型采用波長為532nm、光脈沖寬度為皮秒級的激光器與螺旋光學加工系統相結合組成加工裝置，用于加工噴油嘴微孔，加工所產生的熱效應小，噴孔邊緣光滑，內壁無毛刺，加工效率及精度高。噴孔直徑大小可調，最小可達60um；形狀可保證為圓柱形，其徑深比可達1∶20。顯著減少了加工過程中的熱效應，提高加工效率，大大改善噴孔加工精度與質量。

附圖說明

下面結合附圖對本實用新型技術方案作進一步說明：

圖1：本實用新型光路結構的示意圖；

圖2：本實用新型裝置的結構示意圖。

圖中各附圖標記的含義見下表：