[发明专利]一种弱自由度深腔内表面图形的激光加工方法

权利要求书

1.一种弱自由度深腔内表面目标的激光加工方法，其特征在于，步骤如下：

S01通过建模软件建立待加工深腔以及深腔内表面表层材料的三维模型；

S02设计目标图形的形状及特征尺寸，根据深腔待加工面的尺寸设计目标图形的排布，导出目标图形三维点坐标，生成加工轨迹；

S03将待加工深腔样件进行定位，保证待加工面与水平面夹角最小，激光器移至待加工面的正上方；

S04对深腔内表面表层材料进行光斑实验，一个直径为d的圆形光斑在倾斜角为α的内表面上变成短轴为d、长轴为d/cosα的椭圆形光斑，通过调整激光加工参数将光斑在深腔内表面表层材料的畸变修复，使光斑长轴尺寸近似等于d，此时的激光参数为最佳刻蚀参数，将最佳刻蚀参数储存至参数库；

S05进行单个目标图形试加工，对加工出来的目标图形的特征尺寸进行测量并记录，分析在深腔内表面上光斑对目标图形特征尺寸的影响程度；

S06判断步骤S05加工出来的目标图形的特征尺寸是否有畸变，若有，对所设计目标图形有畸变的特征尺寸进行相应的增大或减小以抵消畸变，再进行试加工，直至加工出的目标图形无畸变；若无，则进行步骤S07；

S07根据加工轨迹生成整个深腔内表面的加工程序，控制X、Y方向的自由度沿每个目标图形的轨迹移动进行内表面表层材料的加工，同时Z方向自由度根据加工轨迹坐标高度的变化自动变焦，完成对深腔内表面表层材料的整体加工，得到带有目标图形的深腔内表面。

2.根据权利要求1所述的一种弱自由度深腔内表面目标的激光加工方法，其特征在于，所述的深腔内表面表层材料为金属材质涂层，厚度小于50um。

3.根据权利要求1或2所述的一种弱自由度深腔内表面目标的激光加工方法，其特征在于，所述的激光器焦距大于深腔的高度，由三轴导轨控制移动，激光器安装在三轴导轨的Z轴上，能够实现X、Y、Z坐标的空间移动定位。

4.根据权利要求1或2所述的一种弱自由度深腔内表面目标的激光加工方法，其特征在于，所述的激光加工参数选取功率25W～35W，频率40KHz～50KHz，扫描速度50～150mm/s，加工次数1-3次。

5.根据权利要求3所述的一种弱自由度深腔内表面目标的激光加工方法，其特征在于，所述的激光加工参数选取功率25W～35W，频率40KHz～50KHz，扫描速度50～150mm/s，加工次数1-3次。