在對工件進(jìn)行鉆孔期間照射輸出在徑向方向上變化的激光鉆孔方法及設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及激光鉆孔方法及設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]關(guān)于使用激光束的鉆孔方法，日本專利申請公報(bào)N0.2004-243404 (JP2004-243404 A)描述了一種在使用激光束進(jìn)行掃描的同時(shí)擴(kuò)孔的方法。
[0003]然而，在相關(guān)技術(shù)的激光鉆孔方法中，這樣擴(kuò)的孔的傾斜角最大為10度，如果孔的所需傾斜角大于10度，則可能不能夠進(jìn)行加工。例如，在加工噴射器的燃料噴射閥的噴射口的情況下，需要孔的傾斜角最大為40度。然而，在該相關(guān)技術(shù)中，難以加工這種大的傾斜角。應(yīng)當(dāng)指出的是，在該相關(guān)技術(shù)中的激光鉆孔方法中，在孔的傾斜角傾斜10度或更大角度的情況下，需要使用較大的聚光透鏡用于激光束，或者需要縮短從透鏡至工件的距離，由此，導(dǎo)致激光鉆孔設(shè)備變得非常昂貴。
[0004]同時(shí)，有考慮過使用沖壓而不使用激光束進(jìn)行鉆孔這樣的技術(shù)，但就孔的表面的表面粗糙度來說，使用沖壓鉆孔不能夠?qū)崿F(xiàn)期望的精度，從而孔的表面可能不能夠被完成得很光滑。例如，在使用沖壓對燃料噴射閥的噴射口進(jìn)行鉆孔的情況下，可能不能夠滿足所要求的微小的表面粗糙度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種激光鉆孔方法和一種激光鉆孔設(shè)備，該激光鉆孔方法和該激光鉆孔設(shè)備中的每一者都能夠增大孔的傾斜角的自由度，并且都能夠?qū)⒖椎谋砻嫱瓿傻煤芄饣?br>[0006]根據(jù)一個(gè)實(shí)施方式的激光鉆孔方法是一種通過使用激光束對工件進(jìn)行鉆孔的激光鉆孔方法，該激光鉆孔方法包括:在通過向工件照射激光束而加工出通孔之后，在改變激光束的照射輸出的同時(shí)以通孔為中心朝向徑向方向用激光束進(jìn)行掃描。
[0007]因此，能夠增大孔的傾斜角的自由度，并且能夠?qū)⒖椎谋砻嫱瓿傻煤芄饣?br>[0008]另外，可以使激光束的照射輸出隨著激光束沿徑向方向遠(yuǎn)離通孔而變小。因此，能夠?qū)⑼椎膬A斜角的深度調(diào)整為期望的深度。
[0009]此外，在加工出通孔之后，可以以空載的方式將所述激光束照射在所述通孔的直徑的內(nèi)側(cè)位置。這使得能夠提高加工效率。
[0010]另外，可以改變所述激光束的脈沖能量、所述激光束的脈沖的脈沖間隔的重復(fù)頻率、所述激光束的掃描速度、以及用所述激光束進(jìn)行掃描時(shí)的照射時(shí)間，從而改變所述激光束的所述照射輸出。
[0011]此外，可以向所述工件照射所述激光束，使得在俯視圖中所述通孔的底側(cè)孔的形狀與所述通孔的上側(cè)孔的形狀具有不同的相位。
[0012]另外，可以向所述工件照射所述激光束，使得在俯視圖中所述通孔的形狀呈圓形形狀或橢圓形形狀。
[0013]此外，在以所述通孔為中心朝向所述徑向方向用所述激光束掃描時(shí)，可以以螺旋的方式用所述激光束進(jìn)行掃描。
[0014]根據(jù)另一實(shí)施方式的激光鉆孔設(shè)備是一種用于通過使用激光束對工件進(jìn)行鉆孔的激光鉆孔設(shè)備，所述激光鉆孔設(shè)備包括控制部分，所述控制部分構(gòu)造成:在通過向所述工件照射所述激光束而加工出通孔之后，在改變所述激光束的照射輸出的同時(shí)以所述通孔為中心朝向徑向方向用所述激光束進(jìn)行掃描。
[0015]因此，能夠增大孔的傾斜角的自由度，并且能夠?qū)⒖椎谋砻嫱瓿傻煤芄饣?br>[0016]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供這樣的一種激光鉆孔方法和這樣的一種激光鉆孔設(shè)備:該激光鉆孔方法和該激光鉆孔設(shè)備中的每一者都能夠增大孔的傾斜角的自由度，并且都能夠?qū)⒖椎谋砻嫱瓿傻煤芄饣?br>【附圖說明】
[0017]下面將參照附圖對本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的特征、優(yōu)點(diǎn)以及技術(shù)意義和工業(yè)意義進(jìn)行描述，其中，在附圖中，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件，并且在附圖中:
[0018]圖1是示出根據(jù)實(shí)施方式I的激光鉆孔設(shè)備的示例的構(gòu)型圖；
[0019]圖2是示出根據(jù)實(shí)施方式I的激光鉆孔方法的加工過程的流程的示例的流程圖；
[0020]圖3A是用以詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施方式I的激光鉆孔方法的加工過程的視圖；
[0021]圖3B是用以詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施方式I的激光鉆孔方法的加工過程的視圖；
[0022]圖3C是用以詳細(xì)描述根據(jù)實(shí)施方式I的激光鉆孔方法的加工過程的視圖；
[0023]圖4是用以描述與根據(jù)實(shí)施方式I的激光束LA的軌跡相關(guān)的控制參數(shù)的定義的視圖；
[0024]圖5是示出根據(jù)實(shí)施方式I的激光鉆孔設(shè)備的各控制參數(shù)的設(shè)定的曲線圖；
[0025]圖6是示出根據(jù)實(shí)施方式I的加工時(shí)間的圖表；
[0026]圖7是示出根據(jù)實(shí)施方式I的表面粗糙度的圖表；
[0027]圖8是示出根據(jù)另一實(shí)施方式的橢圓角度的設(shè)定的曲線圖；以及
[0028]圖9是示出根據(jù)另一實(shí)施方式的通孔的形狀的視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]下面參照附圖詳細(xì)地描述應(yīng)用本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】。應(yīng)當(dāng)指出的是，在以下描述中，為了使該描述清楚，根據(jù)需要省略了冗余的描述。
[0030]<實(shí)施方式1>圖1是示出根據(jù)該實(shí)施方式的激光鉆孔設(shè)備100的示例的構(gòu)型圖。激光鉆孔設(shè)備100包括激光振蕩器1、檢流計(jì)鏡2、馬達(dá)3、檢流計(jì)鏡4、馬達(dá)5、聚光透鏡6以及控制部分(未示出)，該控制部分以驅(qū)動的方式控制每個(gè)驅(qū)動部分，比如激光振蕩器I或馬達(dá)。
[0031]激光振蕩器I是超短脈沖激光器，其輸出脈沖光形式的激光束LA。在該實(shí)施方式中，激光振蕩器I輸出皮秒激光束作為激光束LA。
[0032]檢流計(jì)鏡2使從激光振蕩器I發(fā)射出的激光束LA沿給定的方向進(jìn)行偏振。馬達(dá)3使檢流計(jì)鏡2沿給定的方向旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)3受控旋轉(zhuǎn)從而使得檢流計(jì)鏡2以旋轉(zhuǎn)的方式被驅(qū)動。因此，能夠使從激光振蕩器I發(fā)射出的激光束LA在預(yù)定范圍內(nèi)沿期望的方向偏振。
[0033]檢流計(jì)鏡4使通過檢流計(jì)鏡2偏振的激光束LA沿給定的方向進(jìn)行偏振。馬達(dá)5使檢流計(jì)鏡4沿給定方向旋轉(zhuǎn)。馬達(dá)5受控旋轉(zhuǎn)從而使得檢流計(jì)鏡4以旋轉(zhuǎn)的方式被驅(qū)動。因此，能夠使通過檢流計(jì)鏡2偏振的激光束LA在預(yù)定范圍內(nèi)沿期望的方向偏振。
[0034]聚光透鏡6將通過檢流計(jì)鏡4偏振的激光束LA聚集在工件7的表面上。在該實(shí)施方式中，激光束LA被垂直地聚集在工件7的表面上。
[0035]激光鉆孔設(shè)備100通過檢流計(jì)鏡2和檢流計(jì)鏡4使從激光振蕩器I發(fā)射出的激光束LA進(jìn)行偏振，通過聚光透鏡6使偏振激光束LA聚集，并且使聚集的激光束LA照射至工件7。因此，激光鉆孔設(shè)備100照射從激光振蕩器I發(fā)射出的激光束LA使得激光束LA通過檢流計(jì)鏡2、4對準(zhǔn)在工件7的表面的加工區(qū)域中的給定的位置處。然后，激光鉆孔設(shè)備100使檢流計(jì)鏡2、4以往復(fù)運(yùn)動的方式沿圖中箭頭所示的相應(yīng)的方向擺動，從而用激光束LA對工件7的表面的加工區(qū)域進(jìn)行掃描，由此，對工件7進(jìn)行鉆孔。
[0036]激光鉆孔設(shè)備100用激光束LA對工件7進(jìn)行掃描使得激光束LA的軌跡繪制出期望的形狀。圖1中的左下方的視圖是示出激光鉆孔設(shè)備100用激光束LA進(jìn)行掃描時(shí)激光束LA的軌跡的示意圖。該圖中示出的