专利名称：用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法和加工系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法和加工系 统。
背景技术：
过去，熟知的钻孔加工和电子放电加工已经用于精密加工，用于在各种机械构件 中形成微穿孔。钻孔要求钻头的直径随着其所用于形成的孔的直径减小而减小。这提高了钻头破 损率，且增加了在机械构件中出现缺陷的比例。此外，由于电加工的特点，电子放电加工在加工点和电极之间具有数打(dozen) μπι至数百ym的间隙(电子放电间隙)，因此孔直径越小，所需要的电极越精细。这种超 微电极不能够施加高电压。而且，这种电极不能重复使用，并且及其昂贵，因此运行成本增 加。因此，本受让人集中在水导激光加工系统上，其作为电子放电加工、钻孔加工等等 的可替换的加工方法(参见日本专利公开(A)No. 2008-6471)。即，水导激光加工系统是这 样一种系统，其将来自高压水供给装置的高压水作为圆柱形水柱喷射到加工点上，并使用 作为波导的所述水柱将来自激光生成装置激光束发射。根据这种水导激光加工系统，喷射在加工点处的水柱具有圆柱形形状。激光束在 圆柱形水柱内部被全反射地行进，因此准直度高。因此，这能够进行加工点的精确定位。而 且，能量聚集在水柱内，因此可以期望获得具有良好的效率和高精确度的机械加工。水导激光加工系统在这方面相对于电子放电加工是有优势的，但每次加工操作的 范围限于所述水柱的横截面面积的范围，因此，机械构件在形成任何形状或尺寸的孔或沟 槽时需要移动喷水和激光生成装置或机械构件。而且，此时，需要注意激光功率在加工面和深部处的衰减率。水导激光加工方法采 用细的水射流作为激光束的波导。所述水射流到达深部，同时冲击超细间距的壁，因此水射 流在深部区域激荡，且因此效率下降。即，人们相信，存在表面粗糙度在工件深部附近比在 表面附近更粗糙的趋势。
发明内容
考虑到这种背景技术，提出了本发明，其目的在于提供用于对机械构件上的部分 进行微机械加工的加工方法和加工系统，通过在对机械构件进行加工时恰当地移动机械构 件和激光束输出侧，加工方法和加工系统能够充分利用水导激光加工方法，以能够形成具 有良好的加工精度的任何形状的通孔。为了解决上述问题，在本发明的如在权利要求1中提出的方面中，提供了一种用 于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，所述方法将高压圆柱形水柱喷射到机械构件上的加工点处，并使用所述水柱作为用于发射加工用的激光束的波导，以通过水导激光机械加工形成微机械加工部分，所述方法包括步骤当将水导激光机械加工应用至用 于形成机械构件的微机械加工部分的加工点时，移动输出激光束以及高压水的激光头侧和 用于机械加工的机械构件侧，以获得希望形状的微机械加工部分。由此，当通过水导激光机械加工形成微机械加工部分时，可以容易地形成对应于 机械构件的希望形状的微机械加工部分。在本发明的如在权利要求2中提出的方面中，所述方法包括步骤使得在进行机 械加工时，激光头侧沿着机械构件的微机械加工部分的形成方向来回移动，同时使机械构 件侧在加工时来回摆动。由此，在机械构件的用于形成微机械加工部分的加工点处更有效地形成微机械加 工部分。在这种情况中，通过改变激光头侧和机械构件的移动方向和速度，可以如预期的那 样形成所希望形状的微机械加工部分。在本发明的如在权利要求3中提出的方面中，所述方法包括步骤沿机械构件的 摆动操作方向移动激光头侧和机械构件侧，以彼此相对地面对，以便机械加工。由此，可以更有效地形成微机械加工部分，但是通过所述移动方法可以如预期的 那样形成所希望形状的微机械加工部分。在本发明的如在权利要求4中提出的方面中，所述方法包括步骤通过水导激光 机械加工在机械构件上形成微机械加工部分，在水导激光机械加工期间，所述方法将来自 高压水供给单元的高压水沿垂直方向作为圆柱形射流喷射到用于形成微机械加工部分的 部分，并使用高压圆柱形射流作为波导，以将来自激光产生单元的激光束通过激光头发射， 用于机械加工。由此，来自高压水供给单元的高压水沿垂直方向作为圆柱形射流被喷射，并且高 压圆柱形射流用作用于发射激光束的波导，从而在用于形成微机械加工部分的加工点处形 成束标记，从而形成相应宽度的槽。在本发明的如在权利要求5中提出的方面中，所述方法包括步骤从激光头将激 光束以及高压水的高压圆柱形射流沿垂直方向发射到用于形成微机械加工部分的加工点 处，使激光头侧沿着机械构件的微机械加工部分的形成方向来回移动，并且使得支撑机械 构件的加工台以预定角度围绕垂直轴线来回摆动。由此，通过使机械构件围绕在机械构件的用于形成微机械加工部分的加工点处的 垂直轴线来回摆动，从而形成以截面扇形形状开口的微型槽。在本发明的如在权利要求6中提出的方面中，机械构件的微机械加工部分具有扇 形形状。由此，通过是使激光头侧和机械构件侧移动，所述激光束以扇形形状冲击用于形 成微机械加工部分的加工点，结果，所述加工点被形成为具有希望的截面扇形形状的微型槽。在本发明的如在权利要求7中提出的方面中，其中机械构件的微机械加工部分为 具有预定直径的圆形孔，且与高压水一起从激光头输出的激光束沿着机械构件处的微机械 加工部分的形成表面移动。由此，可以高精度地形成具有希望直径的圆形孔。
在本发明的如在权利要求8中提出的方面中，机械构件为喷射器，且微机械加工部分为喷射孔。由此，能够产生具有高精度形成的喷射孔的喷射器。在本发明的如在权利要求9中提出的方面中，提供了一种用于对机械构件上的部 分进行微机械加工的加工系统，用于通过水导激光机械加工在机械构件上形成微机械加工 部分，该系统设置有水导激光加工系统，该水导激光加工系统设置有激光头和加工台，激光 头将高压水喷射为圆柱形水柱，并输出激光束，加工台支撑用于机械加工的机械构件，激光 头设置有激光头驱动机构，加工台设置有摆动驱动机构，并且在由摆动驱动机构摆动加工 台时，激光头由激光头驱动机构操作，以将激光束以及高压水发射到用于形成用于机械加 工的机械构件上的微机械加工部分的加工点，以获得希望形状的微机械加工部分。由此，通过使激光头由激光头驱动机构操作，同时使支撑机械构件的加工台由摆 动驱动机构来回摆动，水柱被喷射出，并且激光束被发射到用于形成微机械加工部分的加 工点，形成束标记，从而用于形成微机械加工部分的加工点被形成为希望形状的微机械加 工部分。在本发明的如在权利要求10中提出的方面中，机械构件为喷射器，并且微机械加 工部分为喷射孔。由此，能够产生具有高精度形成的喷射孔的喷射器。而且，在本发明的如在权利要求11中提出的方面中，提供了一种对机械构件上的 部分进行微机械加工的加工方法，所述方法将高压圆柱形水柱喷射到机械构件上的加工 点，并将水柱用作用于发射加工用的激光束的波导，以通过水导激光机械加工形成微机械 加工部分，所述方法包括步骤当将水导激光机械加工应用于加工点时，移动用于机械加工 的机械构件侧，用于形成机械构件的微机械加工部分。由此，通过使机械构件侧移动到机械构件的用于形成微机械加工部分的加工点， 在机械构件的操作范围内发射激光束，从而形成由所述操作范围限定形状的微机械加工部 分。总结本发明的有益效果，当在机械构件上形成微机械加工部分时，通过使机械构 件侧和激光发射侧移动，能够形成任何形状的微机械加工部分，顺便提起，即使在水导激光 加工方法中，机械构件侧或激光输出侧也移动，从而在每次加工操作中的加工范围被限制 为所述水柱的横截面积的范围。当机械构件为喷射器时，能够产生具有高精度形成的喷射孔的喷射器。
根据参照附图给出的优选实施方式的下文描述，本发明的这些和其它目标和特征 将变得更清楚，其中图1为示出加工系统的示例的结构的示意图，所述加工系统执行用于对本发明的 机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法；图2为主要部分的横截面视图，示出了作为具有加工件的机械构件的喷射器的示 例；图3为从上看的图2中示出的喷射器的俯视图4为用于说明根据本发明的用于对机械构件处的部分进行微机械加工的加工 过程的透视示意图；图5为示出在根据本发明的用于对机械构件处的部分进行微机械加工的加工过 程中由激光头进行的加工操作的路径；图6为用于采用本发明的加工方法将圆孔加工成微机械加工部分的透视示意图；图7为示出执行不同的加工方法的加工系统的第一参考实施例的结构的示意图；图8为示出发射激光束的范围的示意图，所述范围形成由图7中的加工系统进行 的机械加工的加工范围；图9示出发射激光束的范围的示意图，所述范围形成当使加工点以恒定速度移动 时的加工范围；图10为本发明的第二参考实施例的采用水导激光机械技工系统的加工系统的结 构的示意图；图11为说明在由图10中示出的加工系统加工的加工件上进行钻孔精加工的机械 加工的示意图；以及图12为示出作为设置有加工件的机械构件的喷射器的实施例的横截面视图。
具体实施例方式示出了一种加工系统1的实施例，其在执行本发明的用于对机械构件中的部分进 行微机械加工的加工方法时使用。该加工系统1为用于通过水导激光加工机械构件(随后将讨论)来形成微机械加 工部分的系统。随后将更详细地描述该加工系统1，但是它设置有采用水射流作为激光的波导的 水导激光加工系统2和用于支撑用于进行机械加工的机械构件的加工台3。水导激光加工系统2设置有产生激光束的激光产生单元4、产生高压水的高压水 供给单元5、将来自高压水供给单元5的高压水喷射成水柱6并发射激光的激光头7、以及 能够使将要从激光头7喷射的高压水形成具有预定精细直径的圆柱形水柱6的喷嘴8。它 采用通过喷嘴8喷射的高压水的水柱6作为用于发射在激光头7处聚焦的激光束的波导。激光头7通过光纤9耦接至激光产生单元4。激光头7设置有插入式聚焦透镜和 用于引导来自高压水供给单元5的高压水的引导端口 11。而且，在具有这种结构的加工系统1中，虽然没有示出详细结构，但水导激光加工 系统2的激光头7设置有激光头驱动机构12，其用于移动激光头7，使得水柱沿着微机械加 工部分的形状行进，而加工台3设置有摆动驱动机构13，用于使加工台3围绕沿垂直方向穿 过微机械加工部分的中心的轴线摆动。足够的是用于移动激光头7的激光头驱动机构12可以为已知的驱动机构，例如包 括XY台架，并且由控制台(未示出)控制。而且，使工作台3摇摆的摆动驱动机构13例如可以包括支撑扩展驱动机构的多轴联接转动机构。该摆动驱动机构13还被构造为由控制台(未示出)控制。在操作中联接激光头驱动机构12和摆动驱动机构13以将机械构件的一部分加工 成希望的尺寸和形状的操作程序存储在控制台处。
在此，如图2所示，可以以喷射器作为机械构件20的示例进行讨论。机械构件20(以下称为喷射器20)将不被详细说明，但它包括位于燃料喷射顶端侧的圆柱形喷嘴本体21、作为能够安装在喷嘴本体21顶端上的工件的帽体22、以及将喷射 器本体(未示出)安装至后端侧的底座23。喷嘴本体21沿着轴线延伸成横向圆形截面形状，并具有中空部21a，针形状的针 形阀24插入中空部21a，沿轴向是可移动的。而且，如附图中所示，帽体22具有近似为锥形形状的圆顶25，其在内部在顶端侧 具有空间。在圆顶25的内部空间，形成有截锥形阀座25a。而且，在圆顶25的顶端，变截面喷射孔26形成为沿厚度方向穿过圆顶25到长度 1。如图3所示，喷射孔26由左右对称的侧壁26a和横壁26b对分隔。不规则直径的喷射 孔26的短的宽度h在整个长度范围是恒定的。与此相反，如图2所示，长的宽度从内圆周侧的wl增加至外圆周侧的w2。变截面 喷射孔26具有扇形纵向截面形状。因此，对称的侧壁26a具有长矩形形状，而横壁26b具 有扇形形状。针形阀24具有小于喷嘴本体21的导孔21a的内部直径的外部直径，因此，在它们 之间形成了环形燃料流通路径27。而且，针形阀24在它的顶端具有就座在圆顶25的内部 空间中的阀座25a上的阀元件28。针形阀24沿轴向来回(图1中的上下)移动。当向上 移动时，阀元件28与阀座25a分离，并打开变截面喷射孔26。结果，燃料流通路径27中的 燃料从变截面喷射孔26中喷射成扇形喷雾分布形状。接下来说明采用加工系统的加工过程，其用于对帽体22中的部分，即，对喷射器 20的喷嘴本体21顶端的变截面喷射孔26进行微机械加工。首先，工件，S卩，帽体22被支撑在加工台3上。在这种情况中，最初，支撑工件，即， 支撑帽体22的加工台3，即，顶面大体上是水平的。帽体22放在支撑表面上，其中帽体22 由水导激光加工系统2的来自激光产生单元4的激光束和来自高压水供给单元5的水柱6 从垂直方向冲击。接下来，如果加工系统1中的控制台给出操作命令，则水导激光加工系统2中的激 光头7传送来自高压水供给单元5的高压水。激光头7通过喷嘴8将高压水喷射成具有预 定精细直径的圆柱形水柱6。另一方面，在激光产生单元4处产生的激光束通过光纤9传送 至激光头7，并由激光头7处的聚焦透镜聚焦成希望的直径。将通过喷嘴8喷射的高压水的 水柱6用作波导，在激光头7处聚集的激光束可以被发射。由此，来自水导激光加工系统2的激光产生单元4的激光束和来自水导激光加工 系统2的高压水供给单元5的水柱6作为水柱6从垂直的轴向方向冲击将要形成微机械加 工部分的加工点，即变截面喷射孔26的加工点。从激光产生单元4输出的激光束沿着水柱 6通过全反射行进，并与水柱6 —起发射到将要形成变截面喷射孔26的加工点处，没有任何泄露。水柱6的横截面积远小于变截面喷射孔26的面积，以获得希望形状的变截面喷射 孔26，采用提前存储在控制台中的程序，联接驱动激光头7的激光头驱动机构12和使加工 台3摆动的摆动驱动机构13的操作被执行。例如，如图4和图5所示，通过使来自激光产生单元4的激光束和来自高压水供给单元5的水柱6从垂直方向作为水柱6冲击冲击帽体，激光头7侧最初在帽体22的在X-轴 上的作为起始点的合适位置处开始机械加工。激光头7由激光头驱动机构12沿着图中的X方向，即沿变截面喷射孔26的长度 方向来回移动。由此，激光束和水柱6平行冲击所述孔的壁表面，这逐渐去除所述孔的壁表 面。而且，激光头驱动机构12可以形成为在沿X方向的每次来回运动时沿Y方向逐渐移动 (偏离)一微小距离，同时加工台3侧可以形成为由摆动驱动机构13以恒定速度以预定角 度围绕垂直轴线Z摆动。在上述方式中，基于加工台3的操作，工件(即帽体22)的将要形成变截面喷射孔 26的部分由激光束和水柱6，如图5所示，从加工台3的起始点左右冲击，由此形成希望的 变截面喷射孔26 (见图4)。以上，为了说明，给出了根据本发明的用于对机械构件中的部分进行微机械加工 的加工方法的示例。然而，在采用水导激光机械加工对机械构件中的部分进行微机械加工 的加工方法中，当使激光头7侧和支撑机械构件的加工台3侧都移动时，通过使激光头7侧 和加工台3侧沿着机械构件20的摆动操作方向移动，以彼此相对地面对，用于机械加工，则 能够进一步提高加工效率。例如，如果采用图5进行说明，当采用激光头驱动机构12使激光头7沿着X轴方 向移动到左侧时，支撑机械构件20的加工台3由摆动驱动机构13沿着X方向摆动到右侧。另一方面，当使激光头7沿着X轴方向移动到右侧时，支撑机械构件20的加工台 3由摆动驱动机构13沿着X方向摆动到左侧。通过采用提前存储在控制台中的程序，以由激光头驱动机构12和摆动驱动机构 13分别移动激光头7和加工台3，以彼此相面对，则激光束在机械构件20处的发射点的运 动速度被加倍，所述加工的进程可以被加速。而且，在本发明中，如果使用采用水导激光加工系统的方法使激光头7侧和支撑 机械构件20的加工台3移动，则可以形成任何直径的圆孔30(见图6)。在这种情况中，通过使激光头7的操作机构(未示出)转动，使得来自高压水供给 单元5的圆柱形高压流绘出作为微机械加工部分的圆形孔30的形状，则可以形成任何直径 的圆孔30。当然，通过使激光头7侧不移动，但支撑机械构件20的加工台3侧的操作机构移 动，以从激光头7喷射水柱6，从而绘出圆形孔30的形状，也可以形成圆形孔。除了上述说明的用于对机械构件中的部分进行微机械加工的上述加工方法，如下 文描述的参考实施例1中那样，固定激光头7侧和使支撑机械构件的加工台3侧摆动的方 法也是可能的。参考实施例1以下，当在机械构件的加工点(随后讨论)处形成微型槽时，使机械构件在激光机 械加工施加至加工点时的加工期摆动，用于形成所述微型槽。在这种情况中，加工系统40 设置有与图1中所示的加工系统1中的水导激光加工系统2大致相同的激光加工系统41， 并设置有可摆动加工台3。要注意的是，在激光加工系统41，与水导激光加工系统2相同的 部分采用相同的标记，且省略它们的说明。 如图7所示，在该激光加工系统41中，激光头7没有设置激光头驱动机构12，且被固定在合适的位置。在由加工系统40的这种激光加工系统41进行的机械加工中，水被喷出，以在喷射器22的帽体22上形成水柱6，所述喷射器22由加工台3可摆动地支撑，并且激光束发射通 过水柱6的内部。要注意的是，当喷射器20将被加工时，图2中示出的喷射器2被设想为示例。它 的附图和说明被省略，以避免冗余的附图和说明。接下来说明采用加工系统40的激光加工系统41在喷射器20的喷嘴本体21的顶 端处的帽体22中形成微型槽(即，变截面喷射孔26)的加工过程。首先，喷射器20的帽体22被支撑在加工台3上。在这种情况中，最初，支撑工件 (即，帽体22)的加工台3( S卩，顶面)大体上是水平的。如果帽体22放在支撑表面上，则帽 体22的中心轴线与垂直轴线一致，并与来自激光加工系统41的激光产生单元4的激光束 和来自激光加工系统41的高压水供给单元5的水柱6 —致(中间状态)。接下来，由加工系统40中的控制台向加工台3、高压水供给单元5和激光产生单元 4发出操作命令，由此水被喷出，以在用于形成帽体22的变截面喷射孔26的加工点处形成 水柱6，并且激光束被发射通过水柱的内部。由此，用于水柱6的高压水从高压水供给单元5穿过喷嘴8行进，并作为水柱从垂 直轴线方向冲击所述加工点，用于形成帽体22的变截面喷射孔26。另一方面，从激光产生单元4输出的激光束被引导为从激光产生单元4穿过光纤 到达将其聚焦为希望的直径的激光头3处，随后被引导为与水柱6 —起沿着水柱6到达帽 体22的用于形成变截面喷射孔26的所述加工点。在此，加工台3由未示出的驱动机构以恒定速度摆动，从而以预定角度围绕垂直 轴线摇摆。由此，基于加工台3的摆动操作，从加工台3的中间状态的起始点到左右，帽体22 的用于形成变截面喷射孔26的所述加工点被水柱6和激光束冲击和射击，如图8所示，由 此形成希望的变截面喷射孔26。在这点上，如果当加工台3如上摆动时，激光束与水柱6—起被射击到帽体22的 用于形成变截面喷射孔26的所述加工点处，即使激光束的功率为合适的输入值，加工中的 实际功率在深部将小于表面处的实际功率，因此靠近深部的粗糙度区域劣化。然而，通过进行上述摆动加工，与激光束的靠近表面处的射击点的运动速度Vl相 比，激光束的在深部处射击点的运动速度V2将下降，因此即使激光束的功率下降，加工水 平也可以被保持在预定水平(见图8)。换句话说，靠近深部，激光束的射击点将集中在较窄的范围内并重叠。这将带来加 工表面的精加工程度的改善。另一方面，在没有这种摆动的加工中，如图9中，将容易理解的是，靠近深部，不考 虑激光功率的衰减，激光束的射击点的运动速度与表面侧的相同，因此，加工能力是不足 的，并且表面粗糙度不可避免地劣化。在上文中，示出了采用水导激光加工系统在机械构件上形成可变微机械加工部分 的示例，但是，所述水导激光加工系统当然也可以用来形成微型孔。在下文中，这将作为参 考实施例2进行说明。
参考实施例2在此，尽管随后将说明，采用了结合形成导向孔(通过水导激光机械加工)和精加工(通过钻孔等)的加工方法。然而，在采用水导激光加工系统的水导激光机械加工的精 度提高的情况下，应当能够通过水导激光机械加工形成高精度微型孔。当在机械构件的工件(随后说明)中形成微型孔时，水导激光加工系统51 (以下 称为“激光加工系统51”)使用在这种加工系统50中，用来形成导向孔，导向孔用于在以倾 斜状态保持在加工台3上的工件W的所述加工点处引导形成方向，用于形成微型孔52。在这种情况中，激光加工系统51具有与在参考实施例1中示出的激光加工系统41 一样的结构。相同的标记指定给相同的部分，且省略详细的说明。在通过这种激光加工系统51形成导向孔中，水被喷出，以形成水柱6，并且激光束 通过水柱6的内部发射到以倾斜状态保持在加工台3上的工件W的所述加工点处，用于形 成微型孔52。在由激光加工系统51形成导向孔之后，采用钻孔机53对所述孔进行钻孔，作为精 细加工(见图11)。作为设置有工件W的机械构件，如图12所示，可以将喷射器60作为示例进行讨 论。喷射器60具有不详细说明的管状外壳61。外壳61的顶端形成燃料入口 62。燃 料入口 62被供给来自未示出的燃料泵的燃料。所述燃料通过燃料过滤器63流至外壳61 的内圆周侧。外壳61的底端设置有喷嘴固定装置64。在内部，形成有管状阀体65。阀体65在 沿轴向与燃料入口 62相对的端部处具有开口 66。在该开口 66中，工件W，即喷射孔板67 被固定。喷射孔板67设置有微型孔52 (以下称为“喷射孔52”)，其倾斜形成，以在外部侧 变宽。需要注意的是，针68包含在这种外壳61、喷嘴固定装置64和阀体65的内圆周侧，以 能够进行往复运动。针68被构造为沿轴向由电磁驱动装置，即驱动单元69上下移动，以与 阀体65 —起形成燃料路径70，燃料流动通过所述燃料路径70，将燃料供给至在开口 66中 的喷射孔板67的喷射孔52，并通过喷射孔52将燃料喷射到外部。此外，工件W，即，喷射孔板67形成为薄板形。喷射孔板67设置有多个微型孔，即 喷射孔52，其围绕喷射孔板67的中心倾斜形成，以在阀体65的喷射孔板67侧的端部模仿 大致为圆形的开口 66。接下来说明形成工件中，即喷射器60的喷射孔板67中的微型孔的喷射孔52的加 工过程。首先，工件W，即喷射孔板67以倾斜状态被保持在加工台3上。在这种情况中，喷 射孔板67相对于加工台3的倾斜保持角度与将要形成的喷射孔52的倾斜角一致。接下来，由加工系统51中的控制台向高压水供给单元5和激光产生单元4发出操 作命令，由此水被喷出，以形成水柱6，且激光束通过水柱6的内部射击到工件W的用于形成 微型孔的加工点处。由此，来自高压水供给单元5的用于水柱6的高压水穿过喷嘴8，并作为水柱6以 倾斜保持角度冲击到工件W的用于形成微型孔的加工点处。另一方面，从激光产生单元4输出的激光束被引导为从激光产生单元4穿过光纤到达将其聚焦为希望的直径的激光头3处，随后被引导为与水柱6 —起沿着水柱6到用于 形成微型孔的工件W的所述加工点。由此，以喷射孔板67的倾斜保持角度，即喷射孔52的倾斜角度定向的导向孔形成 在工件W的用于形成微型孔的加工点处。通过重复形成导向孔，可以在工件W形成希望数量的导向孔Ph。此外，在工件W中形成上述这种导向孔Ph后，作为精加工，所述孔在被以相同的倾 斜角度保持在加工台3上的状态下被钻孔(见图11)。钻孔机53装配有与喷射孔52对应的尺寸的钻头53p。钻头53p被形成为向着工 件W中的导向孔Ph行进，用于沿着与激光加工系统1中的水柱6和激光束相同的加工方向 进行钻孔。在这种情况中，钻头53p是对应于喷射孔52的微直径的超精细钻头。钻头53p能 够以导向孔Ph作为导向件，沿着以喷射孔52的倾斜角度定向的导向孔Ph行进，因此可以 尽可能地抑制钻头53p上的应力。因此，可以可靠地完成钻孔，而不存在钻头53p破坏。此外，为了形成导向孔，除了采用水导激光加工系统，也可以采用常规激光加工系 统。然而，采用水导激光加工系统更大的优势和效率在于在执行精加工时，即钻孔时，它将 钻孔中的工作量(去除量)降低至最小。此外，对于精加工，电子放电加工也是可以的。此外，可以预期将来上述这种水导激光加工系统的精度会被提高。在它已经达到 所希望的精度水平时，可以仅根据水导激光加工系统期望从导向孔的形成到精加工的高精 度微型孔的形成。当执行根据本发明的用于对机械构件处的部分进行微机械加工的加工方法时，将 喷射器作为所述机械构件进行说明，并且说明了在帽体中形成微型槽，即变截面喷射孔的 加工过程。然而，当然，机械构件不限于喷射器，并且可以是各种其它机械构件，其具有微型 槽，如汽化器通风口、液流控制孔和印刷机喷嘴。虽然已经参照为了说明目的而选择的具体实施方式
描述了本发明，应当明白，在 不背离本发明的基本原理和范围的前提下，可以对此进行各种修改。
权利要求
一种用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，所述方法将高压圆柱形水柱喷射到机械构件上的加工点处，并使用所述水柱作为用于发射加工用的激光束的波导，以通过水导激光机械加工形成微机械加工部分，所述方法包括步骤当将水导激光机械加工应用至用于形成机械构件的微机械加工部分的加工点时，移动输出激光束以及高压水的激光头侧和用于机械加工的机械构件侧，以获得希望形状的微机械加工部分。
2.根据权利要求1所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，其特 征在于所述方法包括步骤使得在进行机械加工时，激光头侧沿着机械构件的微机械加工部 分的形成方向来回移动，同时使机械构件侧在加工时来回摆动。
3.根据权利要求2所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，其特 征在于所述方法包括步骤沿机械构件的摆动操作方向移动激光头侧和机械构件侧，以彼此 相对地面对，以便机械加工。
4.根据权利要求1所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，其特 征在于所述方法包括步骤通过水导激光机械加工在机械构件上形成微机械加工部分，在水 导激光机械加工期间，所述方法将来自高压水供给单元的高压水沿垂直方向作为圆柱形射 流喷射到用于形成微机械加工部分的部分，并使用高压圆柱形射流作为波导，以将来自激 光产生单元的激光束通过激光头发射，用于机械加工。
5.根据权利要求1所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，其特 征在于所述方法包括步骤从激光头将激光束以及高压水的高压圆柱形射流沿垂直方向发射 到用于形成微机械加工部分的加工点处，使激光头侧沿着机械构件的微机械加工部分的形 成方向来回移动，并且使得支撑机械构件的加工台以预定角度围绕垂直轴线来回摆动。
6.根据权利要求1所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，其特 征在于所述机械构件的微机械加工部分具有扇形形状。
7.根据权利要求1所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，其特 征在于所述机械构件的微机械加工部分为具有预定直径的圆形孔，且与高压水一起从激光头 输出的激光束沿着机械构件上的微机械加工部分的形成表面移动。
8.根据权利要求1所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，其特 征在于所述机械构件为喷射器，以及所述微机械加工部分为喷射孔。
9.一种用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工系统，用于通过水导激光机械 加工在机械构件上形成微机械加工部分，该系统设置有水导激光加工系统，该水导激光加工系统设置有激光头和加工台，激光 头将高压水喷射为圆柱形水柱，并输出激光束，加工台支撑用于机械加工的机械构件，激光头设置有激光头驱动机构，加工台设置有摆动驱动机构，并且在由摆动驱动机构摆动加工台时，激光头由激光头驱动机构操作，以将激光束以及高 压水发射到用于形成用于机械加工的机械构件上的微机械加工部分的加工点，以获得希望 形状的微机械加工部分。
10.根据权利要求9所述的用于对机械构件上的部分进行微机械加工的加工系统，其 特征在于所述机械构件为喷射器，且所述微机械加工部分为喷射孔。
11.一种对机械构件上的部分进行微机械加工的加工方法，所述方法将高压圆柱形水 柱喷射到机械构件上的加工点，并将水柱用作用于发射加工用的激光束的波导，以通过水 导激光机械加工形成微机械加工部分，所述方法包括步骤当将水导激光机械加工应用于加工点时，移动用于机械加工的机 械构件侧，用于形成机械构件的微机械加工部分。
全文摘要
当通过水导激光机械加工在机械构件(20)上形成微机械加工部分时，在移动激光头(7)侧和机械构件(20)侧的同时，用于形成微机械加工部分的点被加工，以获得希望形状的微机械加工部分。
文档编号B23K26/38GK101823184SQ200910266389
公开日2010年9月8日 申请日期2009年12月24日 优先权日2008年12月26日
发明者大谷博幸, 太田光一, 山冈悦夫, 山口幸雄, 福岛武 申请人:株式会社电装