一種電磁輔助激光打孔方法及裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種電磁輔助激光打孔方法，包括以下步驟：（1）將待加工的工件裝夾于電磁輔助激光打孔裝置上；（2）通過(guò)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)夾具底座旋轉(zhuǎn)，使得裝夾在夾具底座上的永磁鐵高速旋轉(zhuǎn)而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；同時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在鼠籠中產(chǎn)生電磁力，電磁力使工件跟隨鼠籠同步旋轉(zhuǎn)；（3）待電機(jī)的速度穩(wěn)定到預(yù)設(shè)值后，開(kāi)啟激光器，激光器產(chǎn)生的激光束通過(guò)聚焦透鏡作用于工件的表面，完成電磁輔助激光打孔過(guò)程。該方法采用了工件旋轉(zhuǎn)的工作方式，使得磁場(chǎng)對(duì)激光打孔的輔助效果增強(qiáng)；同時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還可以控制激光打孔過(guò)程中產(chǎn)生的等離子體及熔融金屬的運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化了激光打孔效果；本發(fā)明還同時(shí)提供了一種電磁輔助激光打孔裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種電磁輔助激光打孔方法及裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于激光加工領(lǐng)域，具體涉及一種電磁輔助激光打孔方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在機(jī)械加工中，孔加工是占比較大的一道重要的加工工序，隨著零件的小型化，生產(chǎn)的大批量化，普通的機(jī)械鉆孔法難以實(shí)現(xiàn)大批量的小孔、微孔的制造，激光打孔是現(xiàn)代制造【技術(shù)領(lǐng)域】的關(guān)鍵技術(shù)之一，激光打孔與其他打孔方法相比具有打孔深徑比大、無(wú)接觸、無(wú)工具損耗、加工速度快、表面變形小、可以加工各種材料等顯著優(yōu)越性，能良好地滿足現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品加工的要求，已得到了廣泛的應(yīng)用，例如飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)蝸輪葉片散熱孔的加工。
[0003]現(xiàn)有的激光打孔方法一般是將激光束聚焦于工件表面或者表面以下某個(gè)位置，以足夠高的功率密度加熱和熔化材料，隨后材料以液態(tài)和氣態(tài)形式噴射出去達(dá)到材料去除的目的，在此過(guò)程中，通常在打孔位置噴射高壓輔助氣體以提高打孔效率和打孔效果。但是現(xiàn)有的激光打孔方法具有以下缺點(diǎn):1.激光打孔過(guò)程中等離子屏蔽效應(yīng)嚴(yán)重，導(dǎo)致激光能量的損耗；2.加工后孔壁存在厚度不均的再鑄層而影響孔的質(zhì)量；3.高能量長(zhǎng)脈沖的激光打孔過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊力過(guò)大導(dǎo)致加工出的孔重復(fù)精度低，孔壁存在微裂紋，孔的質(zhì)量難以提聞。
[0004]雖然現(xiàn)有技術(shù)中已有磁場(chǎng)輔助激光焊接的方法和單元(比如專(zhuān)利號(hào)為200410101556.6的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利《一種磁場(chǎng)輔助激光焊接單元》)，但是由于激光焊接與打孔的特點(diǎn)不同，用于激光焊接的單元并不能適用于激光打孔。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種電磁輔助激光打孔方法；該方法采用了工件旋轉(zhuǎn)的工作方式，使得磁場(chǎng)對(duì)激光打孔的輔助效果增強(qiáng)；同時(shí)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)還可以控制激光打孔過(guò)程中產(chǎn)生的等離子體及熔融金屬的運(yùn)動(dòng)，優(yōu)化了激光打孔效果；本發(fā)明還同時(shí)提供了 一種電磁輔助激光打孔裝置。
[0006]本發(fā)明是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0007]一種電磁輔助激光打孔方法，包括以下步驟:
[0008]( I)將待加工的工件裝夾于電磁輔助激光打孔裝置上；
[0009]所述電磁輔助激光打孔裝置包括激光發(fā)生單元、工件裝夾單元、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元和驅(qū)動(dòng)單元；所述激光發(fā)生單元包括激光器和聚焦透鏡，激光器輸出的激光束經(jīng)聚焦透鏡聚焦后作用于待加工的工件的表面；
[0010]所述工件裝夾單元包括主軸、底板、第一軸承和鼠籠；所述主軸固定安裝在底板的一側(cè)，主軸為階梯軸，在主軸上軸段安裝有第一軸承，鼠籠安裝在第一軸承上；
[0011]所述鼠籠由第三螺釘、鼠籠頂板、銅柱和鼠籠底板組成，鼠籠頂板通過(guò)銅柱與鼠籠底板相連，銅柱圍成一圈，均勻分布，第三螺釘位于鼠籠頂板上，待加工的工件通過(guò)第三螺釘固定于鼠籠上；[0012]所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元包括第一螺釘、兩個(gè)磁鐵夾具、成對(duì)的永磁鐵、第二螺釘、夾具底座、第二軸承，其中，第二軸承安裝于主軸的中部軸段上，第二軸承上配合安裝夾具底座，兩個(gè)磁鐵夾具通過(guò)第二螺釘對(duì)稱(chēng)固定于夾具底座上，每個(gè)永磁鐵均通過(guò)第一螺釘壓緊在磁鐵夾具上；成對(duì)的永磁鐵對(duì)稱(chēng)分布在夾具底座上；所述工件處于磁鐵夾具的中間位置，磁鐵夾具旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不撞擊工件；
[0013]所述驅(qū)動(dòng)單元由電機(jī)支座、電機(jī)、帶輪和皮帶組成；電機(jī)支座固定于底板上，電機(jī)支座上豎直安裝電機(jī)，電機(jī)主軸上安裝帶輪，帶輪的皮帶槽與夾具底座的皮帶槽安裝在同一水平位置，皮帶壓緊在帶輪的皮帶槽和夾具底座的皮帶槽上；
[0014](2)通過(guò)電機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)夾具底座旋轉(zhuǎn),使得裝夾在夾具底座上的永磁鐵高速旋轉(zhuǎn)而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；同時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在鼠籠中產(chǎn)生電磁力，電磁力使工件跟隨鼠籠同步旋轉(zhuǎn)；
[0015](3)待電機(jī)的速度穩(wěn)定到預(yù)設(shè)值后，開(kāi)啟激光器，激光器產(chǎn)生的激光束通過(guò)聚焦透鏡作用于工件的表面，完成電磁輔助激光打孔過(guò)程。
[0016]本發(fā)明還同時(shí)提供了一種電磁輔助激光打孔裝置，包括激光發(fā)生單元、工件裝夾單元、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元和驅(qū)動(dòng)單元；
[0017]所述激光發(fā)生單元包括激光器和聚焦透鏡，激光器輸出的激光束經(jīng)聚焦透鏡聚焦后作用于待加工的工件的表面；
[0018]所述工件裝夾單元包括主軸、底板、第一軸承和鼠籠；所述主軸固定安裝在底板的一側(cè)，主軸為階梯軸，在主軸上軸段安裝有第一軸承，鼠籠安裝在第一軸承上；
[0019]所述鼠籠是由第三螺釘、鼠籠頂板、銅柱和鼠籠底板組成，鼠籠頂板通過(guò)銅柱與鼠籠底板相連，銅柱圍成一圈，均勻分布，第三螺釘位于鼠籠頂板上，待加工的工件通過(guò)第三螺釘固定于鼠籠上；
[0020]所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元包括第一螺釘、磁鐵夾具、永磁鐵、第二螺釘、夾具底座、第二軸承，其中，第二軸承安裝于主軸的中部軸段上，第二軸承上配合安裝夾具底座，兩個(gè)磁鐵夾具通過(guò)第二螺釘對(duì)稱(chēng)固定于夾具底座上，永磁鐵通過(guò)第一螺釘壓緊在磁鐵夾具上；
[0021]所述驅(qū)動(dòng)單元由電機(jī)支座、電機(jī)、帶輪和皮帶組成；電機(jī)支座固定于底板上，電機(jī)支座上豎直安裝電機(jī)，電機(jī)主軸上安裝帶輪，帶輪的皮帶槽與夾具底座的皮帶槽安裝在同一水平位置，皮帶壓緊在帶輪的皮帶槽和夾具底座的皮帶槽上。
[0022]進(jìn)一步的，所述夾具底座為圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)。
[0023]進(jìn)一步的，夾具底座上設(shè)有多排螺紋孔，用于調(diào)整磁鐵夾具距離夾具底座中心位置的距離。
[0024]進(jìn)一步的，所述永磁鐵可根據(jù)加工要求選用所需的永磁鐵類(lèi)型，同時(shí)永磁鐵可由多塊永磁鐵疊加組成。
[0025]進(jìn)一步的，所述電機(jī)為可變速的電機(jī)。
[0026]本發(fā)明具有如下有益效果:
[0027]1、激光打孔相對(duì)于激光焊接來(lái)說(shuō)等離子體密度小得多，主要是氣流的速度和流量造成的，即打孔時(shí)氣流很強(qiáng)，吹散了等離子體。因此傳統(tǒng)的用于焊接的電磁輔助方法不能簡(jiǎn)單適用于激光打孔過(guò)程。本發(fā)明采用鼠籠式結(jié)構(gòu)大大增強(qiáng)了磁場(chǎng)的作用，使電磁輔助方法對(duì)于弱等離子體情況也能適用。
[0028]2、本發(fā)明采用的工件旋轉(zhuǎn)工作方式會(huì)帶來(lái)激光熔池的離心力效果，使得熔化的金屬液體在離心力的作用下發(fā)生強(qiáng)烈的飛濺，然后氣化蒸發(fā)；這種蒸發(fā)進(jìn)一步增強(qiáng)了等離子體的密度；其增強(qiáng)的原理是激光輻照在氣化的金屬離子上，使之等離子化，相對(duì)于只旋轉(zhuǎn)不加磁場(chǎng)的打孔方式，磁場(chǎng)的作用會(huì)去掉這種增強(qiáng)后的等離子體，從而使得磁場(chǎng)對(duì)激光打孔的輔助效果增強(qiáng)。另一方面，金屬液體在離心力的作用下，趨向孔壁，使得熔池中心部位露出固態(tài)的金屬，有利于更充分的吸收激光作用能量，從而增強(qiáng)打孔深度。
[0029]3、本發(fā)明通過(guò)施加與打孔方向相垂直的磁場(chǎng)控制打孔過(guò)程中產(chǎn)生的等離子體的運(yùn)動(dòng)，使其避開(kāi)激光入射方向，減少了激光能量的損失，提高了打孔效率。同時(shí)控制等離子體的運(yùn)動(dòng)，可以使其脫離孔內(nèi)后迅速散開(kāi)，減小了孔口壓力，使孔內(nèi)金屬熔液、等離子體能夠更迅速地噴出，加速打孔過(guò)程。由于等離子的迅速?lài)姵?，使得孔?nèi)壓力下降，減小了打孔過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊力，降低了孔壁產(chǎn)生微裂紋的概率，提高了打孔質(zhì)量。
[0030]4、本發(fā)明通過(guò)旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)對(duì)孔內(nèi)熔融金屬的攪拌，使其均勻附著在孔壁上，修復(fù)孔壁的微裂紋，減小了打孔過(guò)程的隨機(jī)性，提高了打孔重復(fù)性精度和孔的圓度精度。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0031]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
[0032]圖1是本發(fā)明所述電磁輔助激光打孔裝置的結(jié)構(gòu)圖；
[0033]圖2是本發(fā)明所述鼠籠的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖3是本發(fā)明實(shí)施過(guò)程的原理圖；
[0035]圖中各標(biāo)號(hào)的含義如下:
[0036]1、第一螺釘,2、磁鐵夾具,3、鼠籠,4、聚焦透鏡,5、激光束,6、工件,7、第一軸承,8、永磁鐵，9、夾具底座，10、電機(jī)，11、底板，12、第二軸承，13、主軸，14、第二螺釘，15、皮帶，16、帶輪，17、電機(jī)支座，18、第三螺釘，19、鼠籠頂板，20、銅柱，21、鼠籠底板，22、磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向，23、磁場(chǎng),24、等尚子體,25、熔融金屬。
【具體實(shí)施方式】
[0037]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明提出的方法及裝置的細(xì)節(jié)和工作情況。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0038]本發(fā)明提供了一種電磁輔助激光打孔裝置(如圖1和圖2所示)，包括四個(gè)部分，分別是激光發(fā)生單元、工件裝夾單元、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元和驅(qū)動(dòng)單元。
[0039]所述激光發(fā)生單元包括激光器和聚焦透鏡4，激光器輸出的激光束經(jīng)聚焦透鏡4聚焦后作用于待加工的工件6的表面；
[0040]所述工件裝夾單元包括主軸13、底板11、第一軸承7和鼠籠3，其中，主軸13固定安裝在底板11的一側(cè)，主軸13為階梯軸，在主軸13上軸段安裝有第一軸承7，鼠籠3安裝在第一軸承7上。
[0041]所述鼠籠3由第三螺釘18、鼠籠頂板19、銅柱20和鼠籠底板21組成，其中，鼠籠頂板19通過(guò)銅柱20與鼠籠底板21相連,銅柱20圍成一圈,均勻分布,第三螺釘18位于鼠籠頂板19上,工件6通過(guò)抒緊第三螺釘18固定于鼠籠3上。
[0042]所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元包括第一螺釘1、兩個(gè)磁鐵夾具2、成對(duì)的永磁鐵8、第二螺釘14、夾具底座9、第二軸承12，其中，第二軸承12安裝于主軸13的中部軸段上,第二軸承12上配合安裝夾具底座9，兩個(gè)磁鐵夾具2通過(guò)第二螺釘14對(duì)稱(chēng)固定于夾具底座9上，每個(gè)永磁鐵8均通過(guò)第一螺釘I壓緊在磁鐵夾具2上；其中，永磁鐵8可根據(jù)加工要求選用所需的永磁鐵類(lèi)型，永磁鐵8的數(shù)量也可以根據(jù)實(shí)際需要選用。
[0043]所述驅(qū)動(dòng)單元由電機(jī)支座17、電機(jī)10、帶輪16、皮帶15組成；電機(jī)支座17固定于底板11上，電機(jī)支座17上豎直安裝電機(jī)10，電機(jī)主軸上安裝帶輪16，帶輪16的皮帶槽與夾具底座9的皮帶槽安裝在同一水平位置，皮帶15壓緊在帶輪16的皮帶槽和夾具底座9的皮帶槽上。
[0044]本發(fā)明提供的電磁輔助激光打孔方法具體包括如下步驟:
[0045](I)將尺寸為50mmX50mmX IOmm的工件6裝夾于旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中間的鼠籠3上,保證磁鐵夾具2旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不撞擊到工件6 ；
[0046]所選用磁場(chǎng)強(qiáng)度參數(shù)分別是:單個(gè)永磁鐵8表面磁場(chǎng)強(qiáng)度8500G,兩個(gè)永磁鐵8對(duì)稱(chēng)安裝，對(duì)稱(chēng)裝夾的永磁鐵8之間的距離為60mm ；
[0047](2)預(yù)先設(shè)定電機(jī)10的轉(zhuǎn)速為1500r/min，啟動(dòng)電機(jī)10，電機(jī)10通過(guò)帶輪16、皮帶15來(lái)驅(qū)動(dòng)夾具底座9，使裝夾在夾具底座9上的永磁鐵8高速旋轉(zhuǎn)而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，其中夾具底座9和帶輪16的直徑比值為1.5，因此旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)速為1000r/min ;同時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在鼠籠3中產(chǎn)生電磁力，電磁力使工件6跟隨鼠籠3同步旋轉(zhuǎn)；
[0048](3)待電機(jī)10的速度穩(wěn)定到預(yù)設(shè)值(1500r/min)后，開(kāi)啟激光器，激光器產(chǎn)生的激光束5通過(guò)聚焦透鏡4作用于工件6的表面，完成電磁輔助激光打孔過(guò)程。其中，激光參數(shù)分別是:激光功率2000W，激光脈寬0.5ms，激光頻率100Hz，激光離焦量O。
[0049]本發(fā)明的工作原理如圖3所示，根據(jù)帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，當(dāng)帶電粒子以速度V進(jìn)入一均勻磁場(chǎng)中時(shí)，它將收到力F=qvXB (q為粒子帶電量)的作用，該力總與帶電粒子的速度方向相垂直，故進(jìn)入磁場(chǎng)的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向?qū)l(fā)生改變，帶電粒子將在垂直于磁場(chǎng)平面內(nèi)作圓周運(yùn)動(dòng)，且正負(fù)粒子作相反方向的圓周運(yùn)動(dòng)。由于在打孔過(guò)程中，等離子體24在孔內(nèi)急劇膨脹，使孔內(nèi)壓力達(dá)到極值后發(fā)生爆炸噴出孔外，因此在等離子體24噴出孔外的瞬間，等離子體24中的帶電粒子的運(yùn)動(dòng)方向可近似的看成與激光入射方向相同。若存在一個(gè)與打孔方向相垂直的磁場(chǎng)23，等離子體24中的正負(fù)帶電粒子將會(huì)改變運(yùn)動(dòng)方向，向打孔方向的兩側(cè)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)磁場(chǎng)方向如圖3所示垂直于紙面入射時(shí)，等離子體24中的正電粒子向左偏離中心位置，等離子體24中的負(fù)電粒子向右偏離中心位置，因此，等離子體24避開(kāi)了激光入射方向，減少了對(duì)激光能量的再吸收，同時(shí)也急劇減少了孔口附近的壓力，使孔內(nèi)的熔融金屬25、等離子體24能更高效的排出孔外。
[0050]同時(shí)，通過(guò)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)使工件6中產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而使得加工過(guò)程中的熔融金屬25中有電流通過(guò)，電流與磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生的電磁力對(duì)熔融金屬25形成攪拌作用，攪拌方向與磁場(chǎng)旋轉(zhuǎn)方向22 —致，使其呈螺旋狀噴射而出，均勻的附著在孔壁上。
[0051]另外，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)作用于可旋轉(zhuǎn)的鼠籠3，在鼠籠3中產(chǎn)生感應(yīng)電流，感應(yīng)電流與旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生電磁力，電磁力使得鼠籠3能夠跟隨旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，鼠籠3進(jìn)而帶動(dòng)工件一起旋轉(zhuǎn)，工件6的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用于孔內(nèi)的熔融金屬25，使其更均勻的附著在孔壁上。
[0052]本發(fā)明可改變?yōu)槎喾N方式對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員是顯而易見(jiàn)的，這樣的改變不認(rèn)為脫離本發(fā)明的范圍。所有這樣的對(duì)所述領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的修改，將包括在本權(quán)利要求的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電磁輔助激光打孔方法，其特征在于，包括以下步驟: (I)將待加工的工件(6)裝夾于電磁輔助激光打孔裝置上； 所述電磁輔助激光打孔裝置包括激光發(fā)生單元、工件裝夾單元、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元和驅(qū)動(dòng)單元；所述激光發(fā)生單元包括激光器和聚焦透鏡(4)，激光器輸出的激光束經(jīng)聚焦透鏡(4)聚焦后作用于待加工的工件(6)的表面； 所述工件裝夾單元包括主軸(13)、底板(11)、第一軸承(7)和鼠籠(3);所述主軸(13)固定安裝在底板(11)的一側(cè)，主軸(13 )為階梯軸，在主軸(13 )上軸段安裝有第一軸承(7 )，鼠籠(3)安裝在第一軸承(7)上； 所述鼠籠(3)由第三螺釘(18)、鼠籠頂板(19)、銅柱(20)和鼠籠底板(21)組成，鼠籠頂板(19)通過(guò)銅柱(20)與鼠籠底板(21)相連，銅柱(20)圍成一圈，均勻分布，第三螺釘(18)位于鼠籠頂板(19)上,待加工的工件(6)通過(guò)第三螺釘(18)固定于鼠籠(3)上； 所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元包括第一螺釘(I)、兩個(gè)磁鐵夾具(2)、成對(duì)的永磁鐵(8)、第二螺釘(14)、夾具底座(9)、第二軸承(12)，其中，第二軸承(12)安裝于主軸(13)的中部軸段上，第二軸承(12)上配合安裝夾具底座(9)，兩個(gè)磁鐵夾具(2)分別通過(guò)第二螺釘(14)對(duì)稱(chēng)固定于夾具底座(9)上，每個(gè)永磁鐵(8)均通過(guò)第一螺釘(I)壓緊在一個(gè)磁鐵夾具(2)上；所有的永磁鐵(8)對(duì)稱(chēng)分布在夾具底座(9)上；所述工件(6)處于磁鐵夾具(2)的中間位置，磁鐵夾具(2)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不撞擊工件(6)； 所述驅(qū)動(dòng)單元由電機(jī)支座(17 )、電機(jī)(10 )、帶輪(16 )和皮帶(15 )組成；電機(jī)支座(17 )固定于底板(11)上，電機(jī)支座(17)上豎直安裝電機(jī)(10)，電機(jī)主軸上安裝帶輪(16)，帶輪(16)的皮帶槽與夾具底座(9)的皮帶槽安裝在同一水平位置，皮帶(15)壓緊在帶輪(16)的皮帶槽和夾具底座(9)的皮帶槽上； (2 )通過(guò)電機(jī)(10 )來(lái) 驅(qū)動(dòng)夾具底座(9 )旋轉(zhuǎn)，使得裝夾在夾具底座(9 )上的永磁鐵(8 )高速旋轉(zhuǎn)而形成旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)；同時(shí)，旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)在鼠籠(3)中產(chǎn)生電磁力，電磁力使工件(6)跟隨鼠籠(3)同步旋轉(zhuǎn)； (3)待電機(jī)(10)的速度穩(wěn)定到預(yù)設(shè)值后，開(kāi)啟激光器，激光器產(chǎn)生的激光束(5)通過(guò)聚焦透鏡(4)作用于工件(6)的表面，完成電磁輔助激光打孔過(guò)程。
2.一種電磁輔助激光打孔裝置，其特征在于，包括激光發(fā)生單元、工件裝夾單元、旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元和驅(qū)動(dòng)單元； 所述激光發(fā)生單元包括激光器和聚焦透鏡(4)，激光器輸出的激光束經(jīng)聚焦透鏡(4)聚焦后作用于待加工的工件(6)的表面； 所述工件裝夾單元包括主軸(13)、底板(11)、第一軸承(7)和鼠籠(3);所述主軸(13)固定安裝在底板(11)的一側(cè)，主軸(13 )為階梯軸，在主軸(13 )上軸段安裝有第一軸承(7 )，鼠籠(3)安裝在第一軸承(7)上； 所述鼠籠(3)是由第三螺釘(18)、鼠籠頂板(19)、銅柱(20)和鼠籠底板(21)組成，鼠籠頂板(19)通過(guò)銅柱(20)與鼠籠底板(21)相連,銅柱(20)圍成一圈,均勻分布,第三螺釘(18)位于鼠籠頂板(19)上，待加工的工件(6)通過(guò)第三螺釘(18)固定于鼠籠(3)上； 所述旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)生成單元包括第一螺釘(I)、兩個(gè)磁鐵夾具(2)、成對(duì)的永磁鐵(8)、第二螺釘(14)、夾具底座(9)、第二軸承(12)，其中，第二軸承(12)安裝于主軸(13)的中部軸段上，第二軸承(12)上配合安裝夾具底座(9)，兩個(gè)磁鐵夾具(2)分別通過(guò)第二螺釘(14)對(duì)稱(chēng)固定于夾具底座(9)上，每個(gè)永磁鐵(8)均通過(guò)第一螺釘(I)壓緊在一個(gè)磁鐵夾具(2)上；所有的永磁鐵(8)對(duì)稱(chēng)分布在夾具底座(9)上； 所述驅(qū)動(dòng)單元由電機(jī)支座(17 )、電機(jī)(10 )、帶輪(16 )和皮帶(15 )組成；電機(jī)支座(17 )固定于底板(11)上，電機(jī)支座(17)上豎直安裝電機(jī)(10)，電機(jī)主軸上安裝帶輪(16)，帶輪(16)的皮帶槽與夾具底座(9)的皮帶槽安裝在同一水平位置，皮帶(15)壓緊在帶輪(16)的皮帶槽和夾具底座(9)的皮帶槽上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁輔助激光打孔裝置，其特征在于，所述夾具底座(9)為圓盤(pán)形結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁輔助激光打孔裝置，其特征在于，夾具底座(9)上設(shè)有多排螺紋孔，用于調(diào)整磁鐵夾具(2)距離夾具底座(9)中心位置的距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁輔助激光打孔裝置，其特征在于，所述永磁鐵(8)由多塊永磁鐵疊加組成。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電磁輔助激光打孔裝置，其特征在于，所述電機(jī)(10)為可變速的電機(jī)。`
【文檔編號(hào)】B23K26/00GK103817430SQ201410050557
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月13日
【發(fā)明者】馮愛(ài)新, 盧軼, 薛偉, 吳川, 羅敬文, 曹宇, 瞿建武, 曹宇鵬, 朱德華, 溫德平 申請(qǐng)人:溫州大學(xué)