[其他]激光束機械加工裝置

無效

• 申請號: 87105626
• 申請日: 1987-08-15
• 公開（公告）號: CN87105626A
• 公開（公告）日: 1988-04-27
• 發明（設計）人: 河合義人;岸田郎;橫山四郎;橫山一九;橫山剛大
• 申請（專利權）人: 川崎制鐵株式會社;株式會社三山
• 主分類號: B23K26/00
• 分類號: B23K26/00
• 代理公司: 上海專利事務所
• 代理人: 顏承根

籠統地說，本發明涉及應用激光束來進行機械加工的裝置，具體地說，本發明涉及能夠進行精密機械加工的激光束機械加工裝置，諸如為了在金屬軋輥表面形成所需的粗糙度而形成預定的不平整的圖案的激光打毛操作。更具體地說，本發明涉及用激光束對工件表面進行間歇照射，并且在工件被激光束光點照射之處釋放輔助（assisting）氣體的激光束機械加工裝置。

近年來，在各種產品中，廣泛使用了涂上美麗的油漆的金屬薄板、面板和金屬板，作為經油漆噴涂過的金屬薄板的一個典型的例子的冷軋薄鋼板，通常是將冷軋的鋼板依次進行去油、退火和平整后生產出來的。在這一種情況下，平整是用具有毛糙表面的工作軋輥來進行的。具有毛糙表面的工作軋輥可以在金屬薄板的表面形成適當的即所需在表面，以便在壓制成形過程中改善抗磨損的性能。

當這種金屬薄板、面板、或金屬板被用作汽車壁板，尤其是汽車的外壁板時，因為汽車的外表能直接對消費者產生吸引力，所以油漆噴涂以后的光潔感對于汽車本身的估價是一個相當重要的因素。用于確定油漆噴涂金屬薄板、面板或金屬板的質量的因素有多種。在諸多因素中，油漆噴涂表面具有光澤以減少漫反射以及成像清晰，以及幾乎沒有成像畸變是尤為重要的一個因素。光澤度和成像清晰度合稱為“成像明晰度”。

眾所周知，涂漆表面的成像明晰度由油漆的種類以及涂漆方法決定，但亦強烈地受金屬薄板、面板或金屬板的材料表面的粗糙度的影響（在下文中，“金屬薄板”一詞將用于表示各種形狀的金屬產品，包括金屬條、金屬面板、金屬板等）。此即，當平整部分在鋼板表面中所占的比率小而不平整部分相對來說較大時，平整部分在涂過漆的表面也就變小，而不平整部分則變大，結果，光的漫反射就使光澤度和成像清晰度降低，從而降低了成像明晰度。

另一方面，為了將金屬薄板形成為所需的結構，在平整過程以后，要將金屬薄板壓制成形。在這一壓制成形過程中，為使壓制操作易于進行，在壓模和金屬薄板之間適當地加上潤滑油以減小其間的摩擦力是至關重要的。此外，必須將由于模子和金屬薄板之間的摩擦而產生的金屬屑吸收掉以防可能產生的磨損。由此可以理解，金屬薄板上所形成的凹痕可以有效地將潤滑油保持住并將金屬屑吸收進去。

此外，考慮到涂漆表面的光滑度，為使涂漆表面獲得令人滿意的光滑度和成像明晰度，涂漆層需具有足夠的厚度。如果金屬薄板過于光滑，金屬薄板表面上油漆的附著力就比較低，從而限制了能形成穩定的油漆噴涂層的厚度。換言之，通過在金屬薄板表面形成適當的不平整度，就可以使油漆獲得足夠高的附著力，從而可以形成較厚的油漆層。因此，由此可以看出，最好使金屬薄板表面具有適當的粗糙度。

金屬薄板表面的粗糙度一般由中心線平均粗糙度（center-line????average????roughness）Ra來表示。眾所周知，當中心線平均粗糙度Ra變大時，凸起和凹進的高度差值就變大，這樣就使涂漆表面的不平整度變大從而降低了成像明晰度。當金屬薄板用通常的噴砂法或放電工藝進行毛面的工作軋輥進行平整處理時，它呈現出由不規則的圖案形成的不平整毛糙部分組成的粗糙表面，即如上所述的一些不規則排列的凸凹部分組成，其中，平整部分在表面積中所占的比例很小。當對這種金屬薄板進行噴涂時，由于涂層一般總是沿著表面結構形成的，因此，平整部分在噴涂區中所占的比率很低。

為了改進已有技術中的上述問題，已有人設想用激光束對工作軋輥進行表面處理。例如，在日本專利（未經審查的）特開昭56-160892，日本專利（已經審查的）特公昭58-25587，日本專利特開昭54-61043以及日本專利特開昭和54-94790中，披露了用激光束對工作軋輥進行表面處理的方法。然而，已有的這些方法不能始終如一地提供令人滿意的工作軋輥的性能。

本發明的一個目的是提供一種激光束機械加工裝置，它能夠對工件表面有效而精密地進行機械加工。

本發明的另一個目的是提供一種能適用于平整工藝過程的將工作軋輥打毛的激光束機械加工裝置。

為了完成上述及其他目的，根據本發明，激光束機械加工裝置采用一個激光器，用以產生激光束;一個遮光裝置，用于間歇地擋住激光束以使激光束間歇地照射在工件表面上;一個輔助（assisting）氣體釋放裝置，用于將輔助氣體射向激光束照射的那一點上。輔助氣體釋放裝置安排得使輔助氣體流大體上沿著照射到工件表面的激光束的軸線方向釋放。