(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211074465.2 (22)申请日 2022.09.03 (71)申请人 昆明理工大 学 地址 650000 云南省昆明市呈贡区昆明理 工大学 (72)发明人 刘小磊　毛文元　陈硕　宋鹏云　 邓强国　许恒杰　孙雪剑　 (74)专利代理 机构 昆明同聚专利代理有限公司 53214 专利代理师 张玉 (51)Int.Cl. B23K 26/364(2014.01) B23K 26/60(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种机械密封斜底槽 激光精密加工方法 (57)摘要 本发明公开了一种机械密封斜底槽激光精 密加工方法， 具体包括以下步骤： 首先确定斜底 槽截面几何参数及一组激光加工工艺参数； 其次 绘制斜底槽图形， 确定分块数量， 将斜底槽图形 分为多个子区域， 并插值计算出各个子区域的目 标槽深； 然后建立子区域目标槽深的计算模型， 编制程序反求各个子区域的填充间距， 获得分块 变距填充后的斜底槽加工图形； 最后导入斜底槽 加工图形、 装夹试件、 调焦及设置工艺参数， 完成 斜底槽精密加工。 本发明能够实现斜底槽的高精 度加工， 具有简单易行、 加工精度高等优点。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115283840 A 2022.11.04 CN 115283840 A 1.一种机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于斜底槽加工模型构建包括以下 步骤： （1） 确定斜底槽截面几何参数： 最深侧槽深及最浅侧槽深； （2） 确定一组斜底槽激光加工工艺参数： 激光功率、 重 复频率、 扫 描速度、 填充间距及标 刻次数； （3） 绘制斜底槽图形， 确定分块数量， 将斜底槽图形沿槽深最深侧到最浅侧方向分为若 干子区域； （4） 根据斜底槽截面槽深的变化关系， 插值计算出 各个子区域的目标槽深； （5） 建立子区域目标槽深的计算模型， 编制程序反求各个子区域的填充间距， 获得分块 变距填充后的斜底槽加工图形； （6） 导入斜底槽加工图形、 装夹试件、 调焦 及设置工艺参数， 完成斜底槽精密加工 。 2.根据权利要求1所述的机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于步骤 （1） 所述 斜底槽的端面形状为矩形槽、 三角形槽、 螺旋槽、 T 形槽、 U形槽、 人字形槽、 直线槽、 圆弧槽中 的任一种或多种。 3.根据权利要求1所述的机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于： 所述斜底槽 最深侧槽深为 hg1、 最浅侧槽深为 hg2， 斜底槽槽深1~500 μm。 4.根据权利要求1所述的机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于： 所述激光功 率1~100W， 重复频率1~100kHz， 扫描速度1~10000mm/s， 标刻次数1~100次。 5.根据权利要求1所述的机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于： 所述子区域 个数1~500个。 6.根据权利要求1所述的机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于： 所述斜底槽 子区域目标槽深的计算模型为： 。 7.根据权利 要求1、 2、 3、 6所述的机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于： 所述 斜底槽可以用任一种不 等深槽进行替换。 8.根据权利 要求1、 2、 3、 6所述的机械密封斜底槽激光精密加工方法， 其特征在于： 所述 槽均可通过微凹腔替换。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115283840 A 2一种机械密封斜 底槽激光精密加工方 法 技术领域 [0001]本发明涉及 一种机械密封斜底槽激光精密加工方法， 属于机械密封激光精密加工 技术领域。 背景技术 [0002]密封端面动压槽加工作为动压型机械密封的核心技术， 动压槽槽深的加工精度对 于保障密封安全稳定运行具有重要的作用。 斜底槽是动压槽中的一种， 斜底槽与常见 的平 底槽 （等深槽） 不同之处在于其截面槽深为锥形收敛或发散， 即斜底槽是一种锥形不等深动 压槽。 目前， 关于斜底槽密封性能的理论研究， 已有一些研究者如彭 建、 邹伟、 宋文博等开展 了相关的研究工作， 但有关斜底槽加工、 特别是斜底槽精密加工的研究成果鲜见于报道。 申 请人曾提出了一种基于分块变距填充技术的机械密封斜底槽激光加工方法， 该方法利用 AutoCAD将斜底槽图形分为若干子区域， 然后沿斜底槽最深侧至最浅侧方向， 采用逐渐增大 的填充间距对斜底槽图形进行变距填充， 即通过改变填充间距的大小以实现斜底槽的加 工。 该方法虽然提供了一种斜底槽加工思路， 但各个子区域的填充间距尚没有明确清晰的 计算方法， 而各个子区域填充间距的精确 性会严重影响斜底槽的加工精度， 一般只能通过 反复试验确定， 其过程繁琐、 工作量大、 试验成本高， 也难以实现斜底槽的精密加工 。 发明内容 [0003]针对以上问题， 本发明旨在提供一种机械密封斜底槽激光精密加工方法。 本发明 基于分块变距填充技术， 沿斜底槽槽深最深侧到最浅侧方向将斜底槽图形分为多个子区 域， 根据斜底槽截面槽深的变化关系， 插值计算出不同子区域的目标槽深， 并建立子区域目 标槽深的计算模型， 通过编制程序反求出各个子区域在其 目标槽深下所对应的填充间距， 从而实现斜底槽的高精度加工 。 [0004]为了实现上述目的， 本发明采用的技 术方案如下： （1） 确定斜底槽截面几何参数： 最深侧槽深 hg1， 最浅侧槽深 hg2； （2） 确定一组斜底槽激光加工工艺参数： 激光功率 P0、 重复频率 f0、 扫描速度 vscan0、 填充间距 S0及标刻次数 n0； （3） 绘制斜底槽图形， 确定分块数量， 将斜底槽图形沿槽深最深侧到最浅侧方向分 为多个子区域； （4） 根据斜底槽截面槽深的变化关系， 插值计算出 各个子区域的目标槽深 hg(i)； （5） 基于激光能量密度大于材料的烧蚀 阈值时， 同一激光能量密度下， 槽深正比于 加热时间， 建立子区域 目标槽深计算模型， 通过编制程序反求出各个子区域在其 目标槽深 下所对应的填充间距 S(i)， 并对斜底槽进行分块变距填充获得斜底槽加工图形； （6） 导入斜底槽加工图形、 装夹试件、 调焦及设置工艺参数， 利用光纤激光标刻机 完成斜底槽精密加工 。 [0005]优选的， 斜底槽最深侧槽深 hg1和最浅侧槽深 hg2均为1~500 μm。说　明　书 1/5 页 3 CN 115283840 A 3