一种激光诱导空泡双面清洗超薄零件的装置与方法与流程

本发明涉及激光空泡清洗的领域，尤其是一种激光诱导空泡双面清洗超薄零件的装置与方法。

背景技术：

激光清洗技术研究起步于80年代中期，但直到90年代初期才真正步入工业生产中，在许多场合逐步取代传统的清洗方式。目前，激光清洗去污范围非常广泛，从厚锈层到抛光表面微细颗粒都多，所用的激光器的波长范围广。但激光清洗技术发展不平衡，有些已经实现工业化，有的还处于实验室阶段，而且实验先于理论，有关污垢和锈斑的去除机理还在不断地拓展和完善之中。

某些超薄类的零件时常用于防止流体的泄露，由于加工精度存在一定的缺陷，同时为了保持装置的密封性，需要超薄的零件进行辅助。因此对于超薄类零件，例如超薄垫片等，表面不能存在划痕斑点等缺陷，对于表面的锈蚀清洗具有很高的质量要求。对于传统的清洗技术，多是利用化学药剂和机械方法进行清洗。不能满足超薄零件的技术要求，例如激光打磨的方式，对于零件的，磨损较大。而化学清洗，对于环境的污染较大。对于传统激光单面清洗的方式，产生的冲击波，容易造成超薄类零件发生应力变形，还有一定的热效应。

技术实现要素：

本发明为了解决超薄类零件在激光单面清洗的过程中容易发生应力变形，受到热效应的影响，提出了一激光诱导空泡双面清洗超薄零件的装置与方法。

为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种激光诱导空泡双面清洗超薄零件的装置，包括超薄零件和控制器，所述超薄零件固定安装在玻璃容器内，所述玻璃容器设置在工作台上，所述玻璃容器在所述工作台的作用下能够在所述超薄零件所在的平面上左右移动；所述玻璃容器的两侧对称设有第一振镜和第二振镜，所述控制器用来控制所述第一振镜和所述第二振镜的摆动位置，所述第一振镜反射的光束和所述第二振镜反射的光束对称入射到所述超薄零件同一位置点的两侧。

上述方案中，所述玻璃容器内盛放的介质为水。

上述方案中，激光器产生的主激光通过第一反射镜反射给分光镜，分光镜分出的第一激光束经过第一振镜入射到超薄零件的一侧，分光镜分出的第二激光束通过第二反光镜反射到第二振镜后入射到超薄零件的另一侧。

本发明还提供一种利用所述的激光诱导空泡双面清洗超薄零件的装置进行激光清洗的方法，包括如下步骤：a设置激光器，通过分光镜，将激光分成等量的两个光束；其中一个光束经过所述第一振镜反射后能够入射到放置在水中超薄零件其中一侧的表面上，另外一个光束经过所述第二振镜反射后能够入射到放置在水中超薄零件另外一侧的表面上；b控制器分别控制所述第一振镜及所述第二振镜的摆动位置，实现第一振镜反射的光束和所述第二振镜反射的光束对称入射到所述超薄零件同一位置点的两侧；c超薄零件同一位置点的两侧诱导产生空泡，继而产生冲击波和水射流，实现对超薄零件的两侧表面的同时清洗，抵消冲击波产生的应力变形；d设置控制器，通过调节第一振镜及第二振镜的摆动位置，实现对超薄零件同一位置点两侧加工激光束从下端到上端的路径扫描，然后工作台在所述超薄零件所在的平面上发生一个位移的平面移动，超薄零件两侧的加工激光束由上端扫描至下端，工作台在所述超薄零件所在的平面上继续发生一个位移的平面移动，如此循环，直至全部完成对超薄零件两侧面的激光加工，激光器和控制器停止工作。。

上述方案中，工作台在所述超薄零件所在的平面上发生一个位移的平面移动的距离为0.5mm。

本发明的有益效果：（1）本发明装置可以利用激光来双面清洁超薄零件，解决超薄零件激光单面清洗过程中产生的应力变形，提高超薄零件的表面精度，清洁效率。（2）激光产生空泡原理除锈的方法，利用空化现象变废为宝，同时减少激光清洗中热变形。

附图说明

图1为本发明装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的技术方案进行更详细的说明。

如图1所示，本实施例中，超薄零件109竖直固定在玻璃容器108的水110中，玻璃容器108随着工作台在超薄零件109所在的平面上前后移动，实现超薄零件109相对于激光束前后移动。

激光器101产生的主激光201通过第一反射镜102反射给分光镜103，分光镜103分出的第一激光束202经过第一振镜107入射到超薄零件的一侧，分光镜103分出的第二激光束203通过第二反光镜104反射到第二振镜105后入射到超薄零件的另一侧。

控制器106控制第一振镜107和第二振镜105的摆动，使第一振镜107和第二振镜105反射的光束同时聚焦在超薄零件109同一位置点的两侧。超薄零件109的两侧同时出现空泡，伴随着空泡的发展溃灭，水射流的产生。超薄零件109的两侧表面同时进行清洗。然后第一振镜107和第二振镜108摆动相同的角度，重复清洗的过程。

第一振镜107和第二振镜105摆动，同时使激光由超薄零件109的下端面扫描至上端面时，工作台在超薄零件109所在的平面上向前移动0.5mm，然后第一振镜107和第二振镜108摆动，同时使激光由超薄零件109的上端面扫描至下端面，工作台向前移动相同的距离，完成一个清洗循环。如此往复，直到超薄零件109完成清洗，激光器101和控制器106停止工作。

技术特征：

技术总结
本发明涉及一种激光诱导空泡双面清洗超薄零件的装置与方法，包括超薄零件和控制器，所述超薄零件固定安装在玻璃容器内，所述玻璃容器设置在工作台上，所述玻璃容器在所述工作台的作用下能够在所述超薄零件所在的平面上左右移动；所述玻璃容器的两侧对称设有第一振镜和第二振镜，所述控制器用来控制所述第一振镜和所述第二振镜的摆动位置，所述第一振镜反射的光束和所述第二振镜反射的光束对称入射到所述超薄零件同一位置点的两侧。通过控制第一振镜和第二振镜同时、同速、同向摆动，完成整个零件的清洗。本发明解决了超薄零件激光单面清洗过程中产生的应力变形问题，提高了超薄零件的表面精度和清洁效率。

技术研发人员：刘怀乐;任旭东;张洪峰;胡文景;焦加飞
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：2018.12.19
技术公布日：2019.04.05