[发明专利]用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法和加工系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法和加工系统。

背景技术

过去，熟知的钻孔加工和电子放电加工已经用于精密加工，用于在各种机械构件中形成微穿孔。

钻孔要求钻头的直径随着其所用于形成的孔的直径减小而减小。这提高了钻头破损率，且增加了在机械构件中出现缺陷的比例。

此外，由于电加工的特点，电子放电加工在加工点和电极之间具有数打(dozen)μm至数百μm的间隙(电子放电间隙)，因此孔直径越小，所需要的电极越精细。这种超微电极不能够施加高电压。而且，这种电极不能重复使用，并且及其昂贵，因此运行成本增加。

因此，本受让人集中在水导激光加工系统上，其作为电子放电加工、钻孔加工等等的可替换的加工方法(参见日本专利公开(A)No.2008-6471)。即，水导激光加工系统是这样一种系统，其将来自高压水供给装置的高压水作为圆柱形水柱喷射到加工点上，并使用作为波导的所述水柱将来自激光生成装置激光束发射。

根据这种水导激光加工系统，喷射在加工点处的水柱具有圆柱形形状。激光束在圆柱形水柱内部被全反射地行进，因此准直度高。因此，这能够进行加工点的精确定位。而且，能量聚集在水柱内，因此可以期望获得具有良好的效率和高精确度的机械加工。

水导激光加工系统在这方面相对于电子放电加工是有优势的，但每次加工操作的范围限于所述水柱的横截面面积的范围，因此，机械构件在形成任何形状或尺寸的孔或沟槽时需要移动喷水和激光生成装置或机械构件。

而且，此时，需要注意激光功率在加工面和深部处的衰减率。水导激光加工方法采用细的水射流作为激光束的波导。所述水射流到达深部，同时冲击超细间距的壁，因此水射流在深部区域激荡，且因此效率下降。即，人们相信，存在表面粗糙度在工件深部附近比在表面附近更粗糙的趋势。

发明内容

考虑到这种背景技术，提出了本发明，其目的在于提供用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法和加工系统，通过在对机械构件进行加工时恰当地移动机械构件和激光束输出侧，加工方法和加工系统能够充分利用水导激光加工方法，以能够形成具有良好的加工精度的任何形状的通孔。

为了解决上述问题，根据第一方面，提供了一种用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，所述方法将高压圆柱形水柱喷射到机械构件上的加工点处，并使用所述水柱作为用于发射加工用的激光束的波导，以通过水导激光机械加工形成微机械加工部分，所述方法包括步骤：当将水导激光机械加工应用至用于形成机械构件的微机械加工部分的加工点时，移动输出激光束以及高压水的激光头侧和用于机械加工的机械构件侧，以获得希望形状的微机械加工部分。

由此，当通过水导激光机械加工形成微机械加工部分时，可以容易地形成对应于机械构件的希望形状的微机械加工部分。

根据进一步的方面，所述方法包括步骤：使得在进行机械加工时，激光头侧沿着机械构件的微机械加工部分的形成方向来回移动，同时使机械构件侧在加工时来回摆动。

由此，在机械构件的用于形成微机械加工部分的加工点处更有效地形成微机械加工部分。在这种情况中，通过改变激光头侧和机械构件的移动方向和速度，可以如预期的那样形成所希望形状的微机械加工部分。

根据进一步的方面，所述方法包括步骤：沿机械构件的摆动操作方向移动激光头侧和机械构件侧，以彼此相对地面对，以便机械加工。

由此，可以更有效地形成微机械加工部分，但是通过所述移动方法可以如预期的那样形成所希望形状的微机械加工部分。

根据进一步的方面，所述方法包括步骤：通过水导激光机械加工在机械构件上形成微机械加工部分，在水导激光机械加工期间，所述方法将来自高压水供给单元的高压水沿垂直方向作为圆柱形射流喷射到用于形成微机械加工部分的部分，并使用高压圆柱形射流作为波导，以将来自激光产生单元的激光束通过激光头发射，用于机械加工。

由此，来自高压水供给单元的高压水沿垂直方向作为圆柱形射流被喷射，并且高压圆柱形射流用作用于发射激光束的波导，从而在用于形成微机械加工部分的加工点处形成束标记，从而形成相应宽度的槽。

根据进一步的方面，所述方法包括步骤：从激光头将激光束以及高压水的高压圆柱形射流沿垂直方向发射到用于形成微机械加工部分的加工点处，使激光头侧沿着机械构件的微机械加工部分的形成方向来回移动，并且使得支撑机械构件的加工台以预定角度围绕垂直轴线来回摆动。