專利名稱：一種激光切割圓孔或橢圓孔的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光切割方法，特別是涉及一種激光切割圓孔或橢圓孔的方法。
技術(shù)背景
目前，激光切割雖然在速度、精度等方面比傳統(tǒng)切割具有一定的優(yōu)勢(shì)，但是孔質(zhì)量方面卻一直是一個(gè)難攻破的難關(guān)，如孔尺寸不符合要求、孔壁質(zhì)量不好等，特別是對(duì)于精密零件而言，孔質(zhì)量的好壞直接影響整個(gè)精密零件的質(zhì)量。
高精密零件的用途很廣，被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域的高新技術(shù)產(chǎn)品中，特別是對(duì)于高精密檢測(cè)設(shè)備而言，高精密零件是高新技術(shù)產(chǎn)品中的關(guān)鍵所在，所以對(duì)于高精密金屬薄片零件的激光加工，最重要的是切割的外形尺寸控制，由于激光加工本身的特性，激光在開啟和關(guān)閉時(shí)，切割速度并不是恒定不變的，雖然設(shè)備的加速度大小可以自行調(diào)整，但是如果加速過(guò)程的運(yùn)行距離不夠長(zhǎng)，則會(huì)導(dǎo)致在切割零件尺寸時(shí)因速度問(wèn)題造成了切割尺寸出現(xiàn)了偏差，且直線和弧線切割時(shí)的切縫寬度是有差別的，即使是在同樣的功率、頻率、焦距高度、加工速度等參數(shù)下，這細(xì)微的幾微米的差別對(duì)高精度的零件都有很大的影響，雖然有時(shí)候只有幾微米的誤差，但是就有可能因?yàn)檫@幾微米造成設(shè)備的性能不好或者測(cè)試的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，這樣就造成了沒必要的損失，既浪費(fèi)了時(shí)間又浪費(fèi)了財(cái)力。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種激光切割圓孔或橢圓孔的方法，以解決現(xiàn)有激光切割圓孔或橢圓孔尺寸精度不高的問(wèn)題。
本發(fā)明的技術(shù)問(wèn)題通過(guò)以下的技術(shù)方案予以解決 一種激光切割圓孔或橢圓孔的方法，包括如下步驟(1)開啟激光切割設(shè)備，以圓孔或者橢圓孔的內(nèi)部一個(gè)點(diǎn)為激光入刀點(diǎn)，沿一個(gè)圓弧切割至圓孔或橢圓孔的切入點(diǎn)，所述圓弧的弧長(zhǎng)足以使得在到達(dá)所述切入點(diǎn)時(shí)為預(yù)定的切割速度，所述圓弧與所述圓孔或橢圓孔相內(nèi)切，所述切入點(diǎn)為切點(diǎn)，所述預(yù)定的切割速度不低于 5mm/s ；(2)以預(yù)定的切割速度，從所述切入點(diǎn)沿所述圓孔或橢圓孔的形狀切割，切割方向與沿所述圓弧切割的方向相同，并運(yùn)行回到所述切入點(diǎn)；(3)關(guān)閉所述激光切割設(shè)備，從所述切入點(diǎn)回到所述圓孔或橢圓孔的內(nèi)部，完成切割。
切割方式和切割速度是影響孔尺寸的主要因素，傳統(tǒng)的切割方式在切割圓孔或者橢圓孔零件時(shí)，并未精準(zhǔn)考慮到激光切割設(shè)備在切割啟動(dòng)時(shí)的加速度大小的問(wèn)題，導(dǎo)致在切割零件尺寸時(shí)因速度問(wèn)題造成了切割尺寸出現(xiàn)了偏差，由于激光設(shè)備本身的特性，在入刀口(啟動(dòng))、末刀口(關(guān)閉)的切割速度并不是勻速的，在啟動(dòng)時(shí)是勻加速的過(guò)程，加速到一定的切割速度后勻速，切割完成后，關(guān)閉激光切割設(shè)備直到激光設(shè)備完全停止時(shí)，是減速過(guò)程，如果切割圓孔或橢圓孔時(shí)切割速度不恒定將使得切割的圖形及尺寸發(fā)生改變，而導(dǎo)致圓孔或橢圓孔的尺寸精度不高，采用以上技術(shù)方案進(jìn)行切割，由于在啟動(dòng)時(shí)，以圓孔或者橢圓孔的內(nèi)部一個(gè)點(diǎn)為激光入刀點(diǎn)，沿一個(gè)圓弧切割至圓孔或橢圓孔的切入點(diǎn)，所述圓弧的弧長(zhǎng)足以使得在到達(dá)切入點(diǎn)時(shí)為預(yù)定的切割速度，所述圓弧與所述圓孔或橢圓孔相內(nèi)切， 所述切入點(diǎn)為切點(diǎn)，這樣能保證當(dāng)切割到達(dá)圓孔或橢圓孔的切入點(diǎn)時(shí)，激光的運(yùn)動(dòng)方向正好與切割圓孔或橢圓孔的切割速度方向一致，使其在切入點(diǎn)時(shí)的切割損耗最小，從而巧妙的避開了初始的加速切割過(guò)程，且在不低于5mm/s的切割速度下，能保證圓孔或橢圓孔的孔尺寸的精度，從而提高了激光在加工圓孔或橢圓孔零件，特別是加工高精密金屬零件的工藝標(biāo)準(zhǔn)。
優(yōu)選地，所述圓弧的弧長(zhǎng)由以下公式計(jì)算得到S=V2/2a，其中，S表示所述圓弧的弧長(zhǎng)，V為所述預(yù)定的切割速度，a為所述激光切割設(shè)備的加速度。
由于激光切割設(shè)備的初速度為0 mm/s，按以上公式計(jì)算出圓弧的弧長(zhǎng)后，再根據(jù)弧長(zhǎng)S= rX θ，其中r為圓弧的半徑，θ為圓弧的圓心角(以弧度表示)，當(dāng)已知弧長(zhǎng)后，可以根據(jù)實(shí)際需要設(shè)定圓弧的半徑或圓心角，算出另一個(gè)參數(shù)，即可確定圓弧，所以弧線的走向可以有很多種，根據(jù)以上確定的圓弧切割時(shí)，到達(dá)切入點(diǎn)時(shí)即能保證速度的方向和大小均與預(yù)定的切割速度相同。
優(yōu)選地，所述預(yù)定的切割速度為5 15 mm/s。
激光設(shè)備的光束是屬于脈沖式的，不同的切割速度對(duì)切割圓弧的尺寸會(huì)有一定的影響，切割速度的大小會(huì)影響精密孔的尺寸，實(shí)驗(yàn)證明，切割速度在5 15mm/s時(shí)切割出來(lái)的圓弧軌跡最接近理想圓弧，對(duì)切割精密孔的尺寸影響最小。
優(yōu)選地，所述激光切割設(shè)備為激光波長(zhǎng)為1064nm 1090nm的紅外激光器。
優(yōu)選地，當(dāng)采用空氣作為輔助氣體切割時(shí)，激光的功率為85 90W，頻率為2. 2 3. OKHz。
優(yōu)選地，當(dāng)采用氧氣作為輔助氣體切割時(shí)，激光的功率為80 85W，頻率為2. 0 2. 6KHz。
在保證孔尺寸符合要求外，孔壁質(zhì)量也是評(píng)判高精密孔的一個(gè)重要的指標(biāo)，孔壁質(zhì)量主要體現(xiàn)在孔壁粗糙度及毛刺方面，如孔壁粗糙度大、毛刺多等等問(wèn)題的發(fā)生主要是由于切割的參數(shù)(功率、頻率、聚焦高度、切割速度)導(dǎo)致的?？妆谫|(zhì)量對(duì)高精密孔的性能和外觀均有直接的影響，在聚焦范圍內(nèi)，經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗(yàn)、分析和對(duì)比選出在不同輔助氣體下的最優(yōu)參數(shù)，按上述的參數(shù)切割出來(lái)的孔壁粗糙度最低約為0. 3Mffl，波動(dòng)范圍在士洲以內(nèi)，穩(wěn)定性良好。
優(yōu)選地，所述步驟(3)中，關(guān)閉所述激光切割設(shè)備后，從所述切入點(diǎn)沿另一圓弧回到所述圓孔或橢圓孔的內(nèi)部，完成切割，所述另一圓弧以所述切入點(diǎn)為切點(diǎn)與所述圓孔或橢圓孔內(nèi)切。由于該圓弧與圓孔或橢圓孔內(nèi)切，且切入點(diǎn)為切點(diǎn)，就能保證圓弧和圓孔或橢圓孔在切點(diǎn)處的速度方向一致，最大可能的保證圓孔或橢圓孔切割的精確度，減小誤差。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例的激光切割不銹鋼片的示意圖；圖2a 2d分別為以切割速度5 mm/sUO mm/s、15 mm/s,20 mm/s切割半徑為25Mm的 180度圓弧的示意圖；圖3a 3d為以5 mm/s的切割速度分別切割半徑為15Mm、20Mm、30Mm、35Mm的180度圓弧的示意圖；圖如 4(1為以10 mm/s的切割速度分別切割半徑為15Mm、20Mm、30Mm、35Mm的180度圓弧的示意圖；圖5為現(xiàn)有的切割方法切割出的圓孔的示意圖； 圖6為對(duì)圖5進(jìn)行區(qū)域分析的示意圖；圖7為本發(fā)明實(shí)施例一中切割圓孔時(shí)從激光入刀點(diǎn)到切割回到切入點(diǎn)時(shí)的激光走向的示意圖；圖8為對(duì)圖7的切割方式進(jìn)行比較分析的示意圖； 圖9為圖8中以圓弧c'為切割導(dǎo)向線切割得到的孔形狀示意圖； 圖10為本發(fā)明實(shí)施例一中關(guān)閉激光切割設(shè)備后，從切入點(diǎn)回到圓孔內(nèi)部的激光走向的示意圖；圖11為本發(fā)明實(shí)施例二中切割橢圓孔時(shí)從激光入刀點(diǎn)到切割回到切入點(diǎn)時(shí)的激光走向的示意圖；圖12為本發(fā)明實(shí)施例二中關(guān)閉激光切割設(shè)備后，從切入點(diǎn)回到橢圓孔內(nèi)部的激光走向的示意圖；圖13為在3D顯微鏡下本發(fā)明實(shí)施例切割的圓孔或橢圓孔的孔壁的示意圖。
具體實(shí)施方式
下面對(duì)照附圖和結(jié)合優(yōu)選具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的闡述。
在一個(gè)實(shí)施例中，激光切割圓孔或橢圓孔的方法，包括如下步驟(1)開啟激光切割設(shè)備，以圓孔或者橢圓孔的內(nèi)部某點(diǎn)為激光入刀點(diǎn)，沿一個(gè)圓弧切割至圓孔或橢圓孔的切入點(diǎn)，所述圓弧的弧長(zhǎng)足以使得在到達(dá)切入點(diǎn)時(shí)為預(yù)定的切割速度，所述圓弧與所述圓孔或橢圓孔相內(nèi)切，所述切入點(diǎn)為切點(diǎn)，所述預(yù)定的切割速度不低于 5mm/s ；(2)以預(yù)定的切割速度，從所述切入點(diǎn)沿所述圓孔或橢圓孔的形狀切割，切割方向與沿所述圓弧切割的方向相同，并運(yùn)行回到所述切入點(diǎn)；(3)關(guān)閉所述激光切割設(shè)備，從所述切入點(diǎn)回到所述圓孔或橢圓孔的內(nèi)部，完成切割。
其中，圓弧的弧長(zhǎng)可以由以下公式計(jì)算得到S=V2/2a，其中，S表示所述圓弧的弧長(zhǎng)，V為所述預(yù)定的切割速度，a為所述激光切割設(shè)備的加速度。
在另一個(gè)實(shí)施例中，預(yù)定的切割速度為5 15 mm/s時(shí)較佳。
以下以厚度為0. 02 0. 5 mm的不銹鋼為材料，以激光波長(zhǎng)為1064nm 1090nm的紅外激光器切割圓孔或橢圓孔為例詳細(xì)闡述本發(fā)明的技術(shù)方案，其中，當(dāng)采用空氣作為輔助氣體切割時(shí)，激光的功率為85 90W，頻率為2. 2 3. OKHz較佳，當(dāng)采用氧氣作為輔助氣體切割時(shí)，激光的功率為80 85W，頻率為2. 0 2. 6KHz較佳。
圖1為激光切割不銹鋼片的示意圖，其中1為激光切割頭，2為激光光束，3為不銹鋼材質(zhì)，4為聚焦焦點(diǎn)。
在相同功率、頻率、聚焦高度下，用不同的切割速度切割半徑為25ΜΠ1的180°圓弧并觀察切割效果，將切割速度分為5 mm/sUO mm/s、15 mm/s,20 mm/s，切割出來(lái)的圖形如圖 2εΓ2(1所示，多次實(shí)驗(yàn)證明，速度為5mm/s、10 mm/s、15 mm/s時(shí)切割出來(lái)的圓弧效果最接近5理想圓弧，而切割速度低于5 mm/s以及高于15 mm/s時(shí)切割出來(lái)的圓弧呈扁圓形，所以在加速度一定的情況下，切割速度的大小會(huì)影響精密孔的尺寸。
在功率、頻率、聚焦高度不變的情況下，用5 mm/s的切割速度分別切割半徑為 15Mm、20Mm、30Mm、35Mm的180°圓弧，如圖3a 3d所示，用10mm/s的切割速度分別切割半徑為15Mm、20Mm、30Mm、35Mm的180°圓弧，如圖^ 4d所示，從圖3a 3d、圖^ 4d中可以看出， 在設(shè)備加速度一定的情況下，相同切割速度切割不同大小的圓弧時(shí)，切割出來(lái)的效果一樣， 尺寸完全可以滿足要求。
通過(guò)對(duì)上述圓弧的切割分析，可以得出在切割圓孔時(shí)，在加速度一定的情況下，造成精密孔尺寸的偏差的原因與切割速度大小有關(guān)，而與孔直徑大小無(wú)關(guān)，在其他條件不變的情況下，切割速度越大，孔尺寸邊緣變形越嚴(yán)重，切割速度越小越接近所需的尺寸。
如圖5所示，為現(xiàn)有的切割方法切割出的圓孔的示意圖，在相同的功率、頻率、聚焦高度、切割速度(5 15 mm/s)下，用傳統(tǒng)工藝切割圓孔，a點(diǎn)為激光入刀點(diǎn)，b點(diǎn)為圓孔的切入點(diǎn)，d為切割軌跡，箭頭方向?yàn)榍懈钸\(yùn)行方向，切割出來(lái)的孔如圖5所示。
將圖5分為12等分進(jìn)行區(qū)域分析，如圖6所示，實(shí)線表示實(shí)際切割孔邊緣，虛線表示理想孔邊緣，點(diǎn)劃線表示對(duì)孔的劃分，切割到1點(diǎn)、2點(diǎn)、3點(diǎn)、4點(diǎn)、5點(diǎn)、6點(diǎn)時(shí)的速度分別為V”V2、V3、V4、V5、V6，在切割到1點(diǎn)位置時(shí)，實(shí)線切割圓弧Sl大于虛線切割圓弧Sl’， 在時(shí)間相等的情況下，實(shí)線切割圓弧的1點(diǎn)速度Vl大于虛線表示的圓弧的切割速度VI’，而圓弧 S2 > S1，，S3 > Si，，故同理可以推出 V2 > Vl', V3 > Vl \ V4=V3=V5=V1 \ V6 < V5, 從以上數(shù)據(jù)可以得知，在6點(diǎn)一3點(diǎn)段時(shí)激光光束做勻加速運(yùn)動(dòng)，在3點(diǎn)一5點(diǎn)段時(shí)做勻速運(yùn)動(dòng)，在5點(diǎn)一6點(diǎn)段時(shí)做勻減速運(yùn)動(dòng)。
結(jié)合圖7的分析及綜合圓弧的分析結(jié)論可知造成精密孔尺寸的偏差的原因與切割的運(yùn)動(dòng)軌跡和切割速度有關(guān)，在考慮到激光光束入刀鉆孔的熱影響及切割加工的效率， 在經(jīng)過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)后得出了本發(fā)明的加工工藝方式，以下通過(guò)一個(gè)較佳實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。
實(shí)施例一本實(shí)施例為采用厚度為0. IOmm的不銹鋼為原料，激光波長(zhǎng)為1064nm的紅外YAG激光器切割直徑為3mm的圓孔，切割速度為15mm/s，以空氣作為輔助氣體，激光器自動(dòng)將鋼片調(diào)整到聚焦高度范圍內(nèi)，功率為90W，頻率為3. OKHz，激光器的加速度為50mm/s2。
(1)開啟激光器，以圓孔或者橢圓孔的內(nèi)部一點(diǎn)為激光入刀點(diǎn)，沿一個(gè)圓弧切割至圓孔或橢圓孔的切入點(diǎn)，圓弧的弧長(zhǎng)足以使得在到達(dá)切入點(diǎn)時(shí)為預(yù)定的切割速度，圓弧與圓孔或橢圓孔相內(nèi)切，切入點(diǎn)為切點(diǎn)，預(yù)定的切割速度不低于5mm/s (本例中為15mm/s)。
圖7為切割圓孔時(shí)從激光入刀點(diǎn)到切割回到切入點(diǎn)時(shí)的激光走向的示意圖；其中，a為激光入刀點(diǎn)，b點(diǎn)圓孔的切入點(diǎn)，圓弧c為到達(dá)b點(diǎn)前激光的運(yùn)行軌跡，可以稱為切割導(dǎo)向線，箭頭方向?yàn)榍懈罘较?。激光光束在沿圓弧c切割時(shí)，雖然具有一定的加速度，但由于圓弧c滿足一定的條件，當(dāng)運(yùn)行到b點(diǎn)時(shí)，切割速度已經(jīng)趨于勻速，這樣就解決了激光在入刀口附近切割尺寸不圓的問(wèn)題，將切割線設(shè)置成從圓內(nèi)部某一點(diǎn)到切割點(diǎn)的圓弧，這樣有利于避免入刀時(shí)鉆孔的大能量對(duì)零件尺寸的影響。本例中，圓弧c滿足的條件為圓弧 c與圓孔相內(nèi)切，b點(diǎn)為切點(diǎn)，V=15mm/s, a=50mm/s2，所以圓弧c的弧長(zhǎng)S=V2/2a=2. 25mm，取圓弧的圓心角為180度(π弧度)，則圓弧的半徑為0. 71mm。
圖8為對(duì)圖7的切割方式進(jìn)行比較分析的示意圖；圓弧c'、c分別為兩條不同弧度的引導(dǎo)線，其中圓弧c'所在的圓與圓孔相交，b點(diǎn)為交點(diǎn)，圓弧c為圖7中的圓弧，它們分別從a點(diǎn)運(yùn)行到b點(diǎn)，運(yùn)行到b點(diǎn)的速度分別用Vc'、Vc來(lái)表示，箭頭方向表示b點(diǎn)時(shí)的切割速度的方向，從圖中可以明顯的看出，Vc的方向恰好與切割速度V的方向一致，這樣就保證了其在b點(diǎn)時(shí)因切割速度的損耗所引起的誤差，d為圓孔尺寸的軌跡，以圓弧c為切割導(dǎo)向線所得的圓孔基本為圓形，以圓弧c'為切割導(dǎo)向線所得的圓孔如圖9所示。綜上，當(dāng)沿圓弧c切割到達(dá)b點(diǎn)時(shí)的速度大小和方向均與V相同時(shí)，才能更好的滿足尺寸的精確度。
由于弧長(zhǎng)是由半徑及圓心角決定的，半徑越大，圓心角越??；半徑越小，圓心角就越大，根據(jù)以上的分析，弧線走向有很多種，激光入刀點(diǎn)a點(diǎn)在圓弧c的圓周上，可在圓內(nèi)任意一處(根據(jù)實(shí)際情況定論)，只要保證圓弧c在b點(diǎn)時(shí)的線速度方向與實(shí)際切割的線速度方向一致，且弧線長(zhǎng)度可滿足加速度加速的距離即可，圓弧c的最大半徑不能超過(guò)實(shí)際切割孔的半徑，同時(shí)考慮到實(shí)際切割的效率，圓心角一般不超過(guò)360°，當(dāng)然，如果取的圓弧半徑比較小，根據(jù)弧長(zhǎng)公式算出的圓心角超過(guò)360°也是可以的，這時(shí)就需要在到達(dá)b點(diǎn)時(shí)沿作為切割導(dǎo)向線的圓弧重復(fù)運(yùn)行。
(2)以預(yù)定的切割速度，從切入點(diǎn)b點(diǎn)沿圓孔的形狀切割，切割方向與沿圓弧切割的方向相同(本實(shí)施例中，均為順時(shí)針?lè)较?，并運(yùn)行回到H
(3)關(guān)閉激光器，從b點(diǎn)回到圓孔的內(nèi)部，完成切割。為最大可能的保證圓孔或橢圓孔切割的精確度，減小誤差，從b點(diǎn)回到圓孔的內(nèi)部時(shí)，如圖10所示，可以沿一圓弧g運(yùn)動(dòng)，箭頭方向?yàn)榍懈罘较?，圓弧g與圓孔內(nèi)切，且b點(diǎn)為切點(diǎn)，使得圓弧g和圓孔在b點(diǎn)處的速度方向和大小均一致，這樣就保證了在切割結(jié)束前因機(jī)器本身的特性造成的誤差。
實(shí)施例二 本發(fā)明的方法也可以成功運(yùn)用到精密橢圓孔的切割上，原理和上述切割圓孔的原理相同，只要滿足切割速度大小及切入點(diǎn)的速度方向即可，因橢圓的特殊性(半徑不一樣)，在做切割引導(dǎo)線時(shí)，只要作為切割導(dǎo)向線的圓弧不超出實(shí)際橢圓孔邊緣尺寸范圍即可，圖11、12 所示。
實(shí)施例三由于激光束能量超過(guò)不銹鋼的破壞值，不銹鋼吸收激光束能量產(chǎn)生高溫被融化，通過(guò)激光設(shè)備運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)形成切割面，就高精密金屬零件而言，在保證孔尺寸符合要求外，孔壁質(zhì)量也是評(píng)判高精密孔的一個(gè)重要的指標(biāo)，圖13為在3D顯微鏡下本發(fā)明實(shí)施例切割的圓孔或橢圓孔的孔壁的示意圖；孔壁質(zhì)量是由功率、頻率、切割速度及輔助氣體共同影響，功率越大，孔壁質(zhì)量不一定最好，頻率反之亦然，在對(duì)大量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析后得出在空氣輔助氣體切割時(shí)，功率在85 90W，頻率2. 2 3. OKHz，切割速度不低于5 mm/s時(shí)，切割出來(lái)的孔壁粗糙度最低(Ra約為0. 33um)，在氧氣為輔助氣體切割時(shí)，功率在80 85W，頻率 2. 0 2. 6KHz，切割速度不低于5 mm/s時(shí)切割孔壁粗糙度最低(Ra約為0. 30um)，用該最低孔壁粗糙度的技術(shù)參數(shù)重新進(jìn)行試切并檢測(cè)其孔壁粗糙度，孔壁粗糙度波動(dòng)范圍在士洲以內(nèi)，穩(wěn)定性良好。
以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種激光切割圓孔或橢圓孔的方法，其特征是包括如下步驟(1)開啟激光切割設(shè)備，以圓孔或者橢圓孔的內(nèi)部一個(gè)點(diǎn)為激光入刀點(diǎn)，沿一個(gè)圓弧切割至圓孔或橢圓孔的切入點(diǎn)，所述圓弧的弧長(zhǎng)足以使得在到達(dá)所述切入點(diǎn)時(shí)為預(yù)定的切割速度，所述圓弧與所述圓孔或橢圓孔相內(nèi)切，所述切入點(diǎn)為切點(diǎn)，所述預(yù)定的切割速度不低于 5mm/s ；(2)以預(yù)定的切割速度，從所述切入點(diǎn)沿所述圓孔或橢圓孔的形狀切割，切割方向與沿所述圓弧切割的方向相同，并運(yùn)行回到所述切入點(diǎn)；(3)關(guān)閉所述激光切割設(shè)備，從所述切入點(diǎn)回到所述圓孔或橢圓孔的內(nèi)部，完成切割。
2.如權(quán)利要求1所述的激光切割圓孔或橢圓孔的方法，其特征在于所述圓弧的弧長(zhǎng)由以下公式計(jì)算得到S=V2/2a，其中，S表示所述圓弧的弧長(zhǎng)，V為所述預(yù)定的切割速度，a 為所述激光切割設(shè)備的加速度。
3.如權(quán)利要求1所述的激光切割圓孔或橢圓孔的方法，其特征在于所述預(yù)定的切割速度為5 15 mm/so
4.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的激光切割圓孔或橢圓孔的方法，其特征在于所述激光切割設(shè)備為激光波長(zhǎng)為1064nm 1090nm的紅外激光器。
5.如權(quán)利要求4所述的激光切割圓孔或橢圓孔的方法，其特征在于當(dāng)采用空氣作為輔助氣體切割時(shí)，激光的功率為85 90W，頻率為2. 2 3. OKHz0
6.如權(quán)利要求4所述的激光切割圓孔或橢圓孔的方法，其特征在于當(dāng)采用氧氣作為輔助氣體切割時(shí)，激光的功率為80 85W，頻率為2. 0 2. 6KHz。
7.如權(quán)利要求1-3任意一項(xiàng)所述的激光切割圓孔或橢圓孔的方法，其特征在于所述步驟(3)中，關(guān)閉所述激光切割設(shè)備后，從所述切入點(diǎn)沿另一圓弧回到所述圓孔或橢圓孔的內(nèi)部，完成切割，所述另一圓弧以所述切入點(diǎn)為切點(diǎn)與所述圓孔或橢圓孔內(nèi)切。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種激光切割圓孔或橢圓孔的方法，包括如下步驟(1)開啟激光切割設(shè)備，以圓孔或者橢圓孔的內(nèi)部一個(gè)點(diǎn)為激光入刀點(diǎn)，沿一個(gè)圓弧切割至圓孔或橢圓孔的切入點(diǎn)，所述圓弧的弧長(zhǎng)足以使得在到達(dá)所述切入點(diǎn)時(shí)為預(yù)定的切割速度，所述圓弧與所述圓孔或橢圓孔相內(nèi)切，所述切入點(diǎn)為切點(diǎn)，所述預(yù)定的切割速度不低于5mm/s；(2)以預(yù)定的切割速度，從所述切入點(diǎn)沿所述圓孔或橢圓孔的形狀切割，切割方向與沿所述圓弧切割的方向相同，并運(yùn)行回到所述切入點(diǎn)；(3)關(guān)閉所述激光切割設(shè)備，從所述切入點(diǎn)回到所述圓孔或橢圓孔的內(nèi)部，完成切割。采用本發(fā)明的方法，切割得到圓孔或橢圓孔尺寸精確，滿足精密零件的要求。
文檔編號(hào)B23K26/38GK102489884SQ201110395278
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者侯若洪, 楊昀, 陳金華 申請(qǐng)人:深圳光韻達(dá)光電科技股份有限公司