一种电磁辅助激光打孔方法及装置

摘要

本发明提供了一种电磁辅助激光打孔方法，包括以下步骤：（1）将待加工的工件装夹于电磁辅助激光打孔装置上；（2）通过电机来驱动夹具底座旋转，使得装夹在夹具底座上的永磁铁高速旋转而形成旋转磁场；同时，旋转磁场在鼠笼中产生电磁力，电磁力使工件跟随鼠笼同步旋转；（3）待电机的速度稳定到预设值后，开启激光器，激光器产生的激光束通过聚焦透镜作用于工件的表面，完成电磁辅助激光打孔过程。该方法采用了工件旋转的工作方式，使得磁场对激光打孔的辅助效果增强；同时旋转磁场还可以控制激光打孔过程中产生的等离子体及熔融金属的运动，优化了激光打孔效果；本发明还同时提供了一种电磁辅助激光打孔装置。

主权项

一种电磁辅助激光打孔方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）将待加工的工件（6）装夹于电磁辅助激光打孔装置上；所述电磁辅助激光打孔装置包括激光发生单元、工件装夹单元、旋转磁场生成单元和驱动单元；所述激光发生单元包括激光器和聚焦透镜（4），激光器输出的激光束经聚焦透镜（4）聚焦后作用于待加工的工件（6）的表面；所述工件装夹单元包括主轴（13）、底板（11）、第一轴承（7）和鼠笼（3）；所述主轴（13）固定安装在底板（11）的一侧，主轴（13）为阶梯轴，在主轴（13）上轴段安装有第一轴承（7），鼠笼（3）安装在第一轴承（7）上；所述鼠笼（3）由第三螺钉（18）、鼠笼顶板（19）、铜柱（20）和鼠笼底板（21）组成，鼠笼顶板（19）通过铜柱（20）与鼠笼底板（21）相连，铜柱（20）围成一圈，均匀分布，第三螺钉（18）位于鼠笼顶板（19）上，待加工的工件（6）通过第三螺钉（18）固定于鼠笼（3）上；所述旋转磁场生成单元包括第一螺钉（1）、两个磁铁夹具（2）、成对的永磁铁（8）、第二螺钉（14）、夹具底座（9）、第二轴承（12），其中，第二轴承（12）安装于主轴（13）的中部轴段上，第二轴承（12）上配合安装夹具底座（9），两个磁铁夹具（2）分别通过第二螺钉（14）对称固定于夹具底座（9）上，每个永磁铁（8）均通过第一螺钉（1）压紧在一个磁铁夹具（2）上；所有的永磁铁（8）对称分布在夹具底座（9）上；所述工件（6）处于磁铁夹具（2）的中间位置，磁铁夹具（2）旋转过程中不撞击工件（6）；所述驱动单元由电机支座（17）、电机（10）、带轮（16）和皮带（15）组成；电机支座（17）固定于底板（11）上，电机支座（17）上竖直安装电机（10），电机主轴上安装带轮（16），带轮（16）的皮带槽与夹具底座（9）的皮带槽安装在同一水平位置，皮带（15）压紧在带轮（16）的皮带槽和夹具底座（9）的皮带槽上；（2）通过电机（10）来驱动夹具底座（9）旋转，使得装夹在夹具底座（9）上的永磁铁（8）高速旋转而形成旋转磁场；同时，旋转磁场在鼠笼（3）中产生电磁力，电磁力使工件（6）跟随鼠笼（3）同步旋转；（3）待电机（10）的速度稳定到预设值后，开启激光器，激光器产生的激光束（5）通过聚焦透镜（4）作用于工件（6）的表面，完成电磁辅助激光打孔过程。