[發(fā)明專利]用于工件加工的方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310284778.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-08
• 公開（公告）號(hào): CN103521925A
• 公開（公告）日: 2014-01-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: C·克魯姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 瑞士路勞曼迪有限公司
• 主分類號(hào): B23K26/36
• 分類號(hào): B23K26/36
• 代理公司: 北京潤平知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11283
• 代理人: 施娥娟;董彬

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于工件加工的方法，其中使激光束和工件相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)并且通過去除材料形成切削刃口。

背景技術(shù)

已知的是，通過短時(shí)間強(qiáng)烈的激光脈沖來加工工件。將具有高功率密度的激光光線導(dǎo)致工件表面上的材料被加熱。根據(jù)功率密度在工件表面上形成等離子體。此時(shí)，在工件表面上去除材料。這被稱為激光切除（Laserablation）。

激光束和工件確定地相對(duì)于彼此運(yùn)動(dòng)，以便在工件的預(yù)先規(guī)定的區(qū)域內(nèi)有目的地去除材料并構(gòu)成確定的工件輪廓。這特別是包括在工件上形成切削刃。所述切削刃也稱為工件切削刃。這是一種幾何形狀上確定的用于分離材料的切削刃，特別是用于切削加工工藝的切削刃。這里通過刀具的切削刃從工件上機(jī)械分離切屑形式的材料部分。切削楔的形狀和切削刃口的棱邊半徑通過切削刃的幾何形狀確定。切削楔優(yōu)選構(gòu)造成，使得其穩(wěn)定性/耐用度盡可能高并優(yōu)化切屑形成和切屑導(dǎo)出流。

切削刃口是切削楔的棱邊，所述切削楔通過切削面和自由面構(gòu)成。切削面和自由面之間的角度稱為楔角。楔角通常小于120°。

為了在工件上形成切削楔，激光束可以對(duì)準(zhǔn)工件的第一側(cè)面，并在第一側(cè)面的區(qū)域內(nèi)逐層地去除材料。此時(shí)形成工件的第二側(cè)面，該第二側(cè)面與第一側(cè)面的沒有被去除的部分相鄰。第二側(cè)面這里是自由面。第一側(cè)面的沒有被去除的部分是切削面。相反地，第二側(cè)面也可以是切削面，而第一側(cè)面的沒有被去除的部分是自由面。切削面和自由面限定切割楔。自由面和切削面之間的角度是斜角。通過自由面和切削面形成的棱邊是切削刃口。

這里已經(jīng)證明不利的是，這樣通過激光切除由第一側(cè)面出發(fā)形成的切削刃口具有較大的棱邊半徑。所述棱邊半徑與楔角的尺寸無關(guān)。切削刃口不具有必要的鋒利的結(jié)構(gòu)。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目的是，提供一種改進(jìn)的用于工件加工的方法，利用所述方法能夠形成具有小的棱邊半徑和大的刃口鋒利度的切削刃口。

所述目的利用根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法來實(shí)現(xiàn)。為此，首先使所述工件和/或激光束第一次（相對(duì)于彼此）定向。此時(shí)，工件的第一側(cè)面朝向激光束。接著，利用激光束從工件上去除材料。材料這樣的首次去除優(yōu)選在側(cè)面的第一部段中開始。逐層地去除材料。工件的第一區(qū)域逐層地被完全除去。此時(shí)，優(yōu)選第一側(cè)面的第一部段以及位于其下面的材料消失。通過材料去除形成的一個(gè)新的第二側(cè)面，第一側(cè)面通過材料去除而留下的第二部段可以與所述第二側(cè)面相鄰。在這種情況下，第二側(cè)面與第一側(cè)面的第二部段構(gòu)成共同的棱邊。第二側(cè)面與第一側(cè)面的第二部段成角度β。

在首次去除材料之后，改變工件與激光束相對(duì)于彼此的定向。形成工件和/或激光束相對(duì)于彼此的第二定向。此時(shí)工件與激光束相對(duì)于彼此的、按第二定向的位置不同于按第一定向的位置。為此或者可以改變工件的定向，或者可以改變激光束的定向，或者可以同時(shí)改變工件和激光束的定向。工件和激光束這樣相互定向，使得工件的第一側(cè)面或第二側(cè)面朝向激光束。接著利用激光束進(jìn)行對(duì)工件的第二次材料去除。所述去除優(yōu)選或者在第二側(cè)面的第一部段中開始并延伸到第一側(cè)面的第二部段，或者在第一側(cè)面的第二部段開始并一直延伸到第二側(cè)面的第一部段。去除工件的第二區(qū)域。此時(shí)第二側(cè)面的第一部段、第一側(cè)目的第一部段的一部分以及其下方的材料消失。第一側(cè)面的第二部段中在第二次材料去除后僅保留一個(gè)剩余部分，該剩余部分稱為第三部段。第二側(cè)面中在第二次材料去除后僅保留一個(gè)剩余部分，該剩余部分稱為第二側(cè)面的第二部段。

在第二次材料去除時(shí)，形成一個(gè)新的第三側(cè)面，所述第三側(cè)面可以與在第二次材料去除之后保留在第一側(cè)面上的第三部段相鄰并可以與第二側(cè)面的第二部段相鄰。

在首次和第二次去除材料時(shí)，激光束以其光軸相對(duì)于開始響應(yīng)的材料去除的表面以角度δ<β定向。這里β是開始材料去除的側(cè)面與通過材料去除形成的側(cè)面之間的角度。激光束具有中央光束軸線和光束張角。激光束相對(duì)于工件側(cè)面的調(diào)整基于其中央的光束軸線進(jìn)行。由于激光束與開始材料去除的側(cè)面成角度δ<β，有利逐層地取出材料并形成新的側(cè)面，所述新的側(cè)面與材料去除開始的側(cè)面成角度β。在材料去除時(shí)被除去的區(qū)域不是截?cái)嗟亩侵饘拥乇蝗コ?/p>

角度δ在首次和第二次材料去除時(shí)在開始材料去除的側(cè)面上測(cè)量。所述角度基于側(cè)面的材料被去除的部分測(cè)量。

由于激光束的光束軸線在去除材料時(shí)相對(duì)于要形成的側(cè)面傾斜，與角度δ等于角度β時(shí)相比，所述側(cè)面可以以較大的精度形成。這特別是因?yàn)樾碌膫?cè)面不是通過截?cái)喙ぜ囊徊糠中纬傻模峭ㄟ^逐層地完全去除工件的一個(gè)部段形成的。