一種激光輔助等離子體加工方法
【技術領域】
[0001]本發明屬于精密光學零件加工的技術領域。
【背景技術】
[0002]傳統光學加工中，表面存在大量微裂紋，即存在亞表層損傷。大氣等離子體加工光學鏡片，去除速率高，不產生亞表層損傷，是一種無亞表層損傷加工方法。單純的大氣等離子加工中，由于前道工序產生的亞表層損傷。大氣等離子加工時會使這些微裂紋逐步打開，導致鏡片表面質量嚴重下降。使用高能激光束照射到工件，在光斑處產生高溫，發生氣化、熔融，可以實現微裂紋的修復；但長時間激光修復會造成波紋度誤差，影響工件面形精度。
【發明內容】
[0003]本發明的目的是提供一種激光輔助等離子體加工方法，是為了解決現有大氣等離子加工時會使這些微裂紋逐步打開，導致鏡片表面存在質量嚴重下降的問題。當使用高能激光束照射到工件，在光斑處產生高溫，發生氣化、熔融，可以實現微裂紋的修復；但長時間激光修復會造成波紋度誤差，影響工件面形精度的問題。
[0004]所述的目的是通過以下方案實現的:所述的一種激光輔助等離子體加工方法，它的方法步驟為:
步驟一:將等離子體炬I的等離子體炬加工區1-1設置在犧牲工件4的上端面上，將激光器2發射的激光通過振鏡系統3反射到犧牲工件4的上端面上，并使激光掃描區2-1 —直處在等離子體炬加工區1-1的運動方向前側；
步驟二:犧牲工件4的外輪廓大于被加工件5的外輪廓，將被加工件5設置在犧牲工件4的上端面上，啟動等離子體炬I工作、啟動激光器2工作、啟動振鏡系統3掃描，保證激光掃描區2-1的面積大于等離子體炬加工區1-1，開始對被加工件5加工，使激光掃描區2-1始終位于等離子體炬加工區1-1前側，以保證等離子體炬加工區1-1均為進行了激光修復處理；
步驟三:加工完畢后，激光掃描區2-1和等離子體炬加工區1-1移動到犧牲工件4上，防止燒傷機床。
[0005]本發明在對光學鏡片加工時，使用激光預處理，不會產生波紋度誤差條件下部分修復微裂紋，進而使用大氣等離子體加工，避免了等離子體加工損傷打開的效果，實現了高質量的光學加工。
[0006]本發明與現有的光學零件精密工方法相比，優勢在于:
1、本發明所述的方法是基于大氣等離子體加工方法，是一種非接觸式的化學加工方法，不會引入亞表層損傷；且效率較傳統光學精密加工高；
2、該方法引入了激光對光學零件表面損傷的修復作用，并結合等離子加工特點，彌補了大氣等離子加工擴大微裂紋的缺點，實現高質量加工；
3、該方法采用二氧化碳激光器作為輔助能量源，光學零件對其吸收率高，實現高效的修復作用；
4、該方法采用振鏡系統，可以使激光能量均勻分布于零件表面；且結構簡單，易于集成到大氣等離子加工方法中。。
【附圖說明】
[0007]圖1是本發明方法涉及的裝置的整體結構示意圖。
【具體實施方式】
[0008]【具體實施方式】一:結合圖1所示，它的方法步驟為:
步驟一:將等離子體炬I的等離子體炬加工區1-1設置在犧牲工件4的上端面上，將激光器2發射的激光通過振鏡系統3反射到犧牲工件4的上端面上，并使激光掃描區2-1 —直處在等離子體炬加工區1-1的運動方向前側；
步驟二:犧牲工件4的外輪廓大于被加工件5的外輪廓，將被加工件5設置在犧牲工件4的上端面上，啟動等離子體炬I工作、啟動激光器2工作、啟動振鏡系統3掃描，保證激光掃描區2-1的面積大于等離子體炬加工區1-1，開始對被加工件5加工，使激光掃描區2-1始終位于等離子體炬加工區1-1前側，以保證等離子體炬加工區1-1均為進行了激光修復處理；
步驟三:加工完畢后，激光掃描區2-1和等離子體炬加工區1-1移動到犧牲工件4上，防止燒傷機床。
[0009]所述激光器2選用被加工件5吸收率高的激光器，激光器2具體選用二氧化碳激光器。所述犧牲工件4的材質與被加工件5的材質相同。
【主權項】
1.一種激光輔助等離子體加工方法，其特征在于它的方法步驟為: 步驟一:將等離子體炬(I)的等離子體炬加工區(1-1)設置在犧牲工件(4)的上端面上，將激光器(2)發射的激光通過振鏡系統(3)反射到犧牲工件(4)的上端面上，并使激光掃描區(2-1) —直處在等離子體炬加工區(1-1)的運動方向前側； 步驟二:犧牲工件(4)的外輪廓大于被加工件(5)的外輪廓，將被加工件(5)設置在犧牲工件(4)的上端面上，啟動等離子體炬(I)工作、啟動激光器(2 )工作、啟動振鏡系統(3 )掃描，保證激光掃描區(2-1)的面積大于等離子體炬加工區(1-1)，開始對被加工件(5)加工，使激光掃描區(2-1)始終位于等離子體炬加工區(1-1)前側，以保證等離子體炬加工區(1-1)均為進行了激光修復處理； 步驟三:加工完畢后，激光掃描區(2-1)和等離子體炬加工區(1-1)移動到犧牲工件(4)上，防止燒傷機床。2.根據權利要求1所述的一種激光輔助等離子體加工方法，其特征在于所述激光器(2)選用二氧化碳激光器。3.根據權利要求1所述的一種激光輔助等離子體加工方法，其特征在于所述犧牲工件(4)的材質與被加工件(5)的材質相同。
【專利摘要】一種激光輔助等離子體加工方法，本發明屬于精密光學零件加工的技術領域。它的步驟一：將等離子體炬的等離子體炬加工區設置在犧牲工件的上端面上，使激光掃描區一直處在等離子體炬加工區的運動方向前側；步驟二：將被加工件設置在犧牲工件的上端面上，保證激光掃描區的面積大于等離子體炬加工區，開始對被加工件加工，以保證等離子體炬加工區均為進行了激光修復處理；步驟三：加工完畢后，激光掃描區和等離子體炬加工區移動到犧牲工件上，防止燒傷機床。本發明在對光學鏡片加工時，使用激光預處理，不會產生波紋度誤差條件下部分修復微裂紋，進而使用大氣等離子體加工，避免了等離子體加工損傷打開的效果，實現了高質量的光學加工。
【IPC分類】B23K10/00, B23K26/064, B23K26/354, B23K26/346
【公開號】CN104907681
【申請號】CN201510389387
【發明人】王波, 蘇星, 王駿, 張鵬, 李娜
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年9月16日
【申請日】2015年7月6日