具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。现结合附图，对本发明的较佳实施例作详细说明。

本发明实施例提供了一种激光抛光方法，应用于激光抛光设备1以对金属材料进行抛光，如图1、4、5所示，激光抛光方法包括以下步骤：

步骤S110：对金属材料200的表面发射连续激光束以进行粗抛光，其中，发射连续激光束过程中利用超声振动控制连续激光束的焦点上下移动以使金属材料200的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动；

步骤S120：对金属材料200的表面发射脉冲激光束以进行精抛光。

通过实施本实施例，先使用连续激光将金属材料200的表面熔化为液体，液态受到表面张力和重力的作用发生流动，从而填补金属材料200表面凹陷处并发生凝固，随后使用脉冲激光对金属材料200进行精抛光，由于已经使用过连续激光束进行抛光，因此在使用脉冲激光束进行抛光时，金属材料200表面的温度还很高，所以脉冲激光束只需要较小的功率即可使金属材料200达到熔点，材料凝固时，重力、表面张力等力处于平衡状态，由此完成对金属材料200的精抛光，不仅抛光效果好，还能节省能耗，十分地环保。

具体地，激光抛光致力于降低表面粗糙度，但是在抛光过程中容易产生凸起、波纹等缺陷，本实施例发射连续激光束过程中还会利用超声振动控制连续激光束的焦点上下移动，焦点上下移动会使金属材料200的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动，当焦点远离金属材料200的表面时，金属材料200的表面所受到的能量会降低，当焦点靠近金属材料200的表面时，金属材料200的表面受到的能量会升高，超声波振动会使焦点不断地上下移动，从而使金属材料200的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动，这种间歇性波动并不像脉冲激光那样间歇性运作，而是保持着连续激光的特性，即时刻都有激光输出，只是降低了激光能量，减少金属材料200表面的热量积累，更好的控制激光能量大小，使金属材料200表面的平整度更高。其中，超声波振动的振动频率大于等于5000HZ，且小于等于35000HZ，并且振动频率在29000-31000HZ这一范围内的抛光效果最好。

在具体实施例中，如图2、5所示，步骤S110具体包括：控制连续激光束的焦点于金属材料200的表面上移动，以调节粗抛光面积。

由于连续激光束的焦点较小，只能进行点抛光，本实施例通过控制连续激光束的焦点于金属材料200的表面上移动，从而实现对平面或曲面进行粗抛光。其中，粗抛光面积优选大于等于100mm²，因为抛光面积太小时，会产生热量积累，导致熔化的材料变多。

优选地，连续激光束的焦点的移动速度大于等于10mm/s，连续激光束的焦点的移动速度可以改变激光能量密度，速度越慢，激光能量越高，反之则越低。本领域技术人员可以针对不同地金属材料200对续激光束的焦点的移动速度进行适应性调节。

在具体实施例中，如图2、5所示，步骤S120具体包括：控制脉冲激光束的焦点于金属材料200的表面上移动，以调节精抛光面积。

由于脉冲激光束的焦点较小，只能进行点抛光，本实施例通过控制脉冲激光束的焦点于金属材料200的表面上移动，从而实现对平面或曲面进行精抛光。其中，精抛光面积优选大于等于100mm²，因为抛光面积太小时，会产生热量积累，导致熔化的材料变多。

优选地，脉冲激光束的焦点的移动速度大于等于10mm/s，脉冲激光束的焦点的移动速度可以改变激光能量密度，速度越慢，激光能量越高，反之则越低。本领域技术人员可以针对不同地金属材料200对脉冲激光束的焦点的移动速度进行适应性调节。

由于不同的金属材料200对应有不同的熔点，因此所使用的抛光功率也不相同，对于熔点较高的金属材料200，如S136D模具钢，他的熔点为1550℃，所以在连续激光抛光时功率应当控制在180W-230W之间，而脉冲激光抛光时功率应当控制在15W-35W之间。本发明对抛光功率不做具体限制，针对不同地金属材料200对抛光功率进行适应性调节。

在具体实施例中，如图3、5所示，步骤S110之前还包括步骤S1101：往金属材料200所处环境输入惰性气体。

具体地，为防止在抛光过程中金属材料200的表面产生氧化导致表面产生不规则的微小裂纹，本实施例通过在金属材料200所处环境输入惰性气体以抑制微小裂纹的出现，进一步地提高了抛光质量。例如在抛光模具钢时，可以使用氩气等惰性气体，或使用氮气等不与钢材料发生化学反应的气体，从而提高模具钢的抛光质量。

本发明实施例展示了一种激光抛光方法，如图1、5所示，先使用连续激光对金属材料200进行粗抛光，粗抛光过程中利用超声振动控制连续激光束的焦点上下移动，焦点上下移动会使金属材料200的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动，这种间歇性波动并不像脉冲激光那样间歇性运作，而是保持着连续激光的特性，即时刻都有激光输出，只是降低了激光能量，减少金属材料200表面的热量积累，更好的控制激光能量大小，使金属材料200表面的平整度更高，粗抛光完成后使用脉冲激光对金属材料200进行精抛光，由于已经使用过连续激光束进行抛光，因此在使用脉冲激光束进行抛光时，金属材料200表面的温度还很高，所以脉冲激光束只需要较小的功率即可使金属材料200达到熔点，材料凝固时，重力、表面张力等力处于平衡状态，由此完成对金属材料200的精抛光，不仅抛光效果好，还能节省能耗，十分地环保。

本发明实施例还提供了一种激光抛光设备1，如图4-6所示，激光抛光设备1包括：机架11、连续激光器12、脉冲激光器13、第一振镜14及第二振镜15。连续激光器12装设于机架11上，连续激光器12用于产生连续激光束，脉冲激光器13装设于机架11上，脉冲激光器13用于产生脉冲激光束。第一振镜14装设于机架11上，第一振镜14包括第一折射镜片组(图中未示出)、第一聚焦透镜141与超声波振动件142，连续激光束经第一折射镜片组折射至第一聚焦透镜141，并经第一聚焦透镜141聚焦至外界金属材料200的表面，超声波振动件142与第一聚焦透镜141连接，用于控制第一聚焦透镜141上下移动，以使连续激光束的焦点上下移动。第二振镜15装设于机架上，第二振镜包括第二折射镜片组(图中未示出)与第二聚焦透镜(图中未示出)，脉冲激光束经第二折射镜片组折射至第二聚焦透镜，并经第二聚焦透镜聚焦至外界金属材料200的表面。

通过实施本实施例，先采用连续激光器12产生连续激光束，连续激光束经第一折射镜片组折射至第一聚焦透镜141，并经第一聚焦透镜141聚焦至外界金属材料200的表面，以将金属材料200的表面熔化为液体，液态受到表面张力和重力的作用发生流动，从而填补金属材料表面凹陷处并发生凝固，在此过程中，超声波振动件142驱动第一聚焦透镜141上下移动，以使连续激光束的焦点上下移动。焦点上下移动会使金属材料200的表面受到的连续激光束的能量产生间歇性波动，这种间歇性波动并不像脉冲激光那样间歇性运作，而是保持着连续激光的特性，即时刻都有激光输出，只是降低了激光能量，减少金属材料200表面的热量积累，更好的控制激光能量大小，使金属材料200表面的平整度更高，随后采用脉冲激光器13产生脉冲激光束，脉冲激光束经第二折射镜片组折射至第二聚焦透镜，并经第二聚焦透镜聚焦至外界金属材料200的表面，由于已经使用过连续激光束进行抛光，因此在使用脉冲激光束进行抛光时，金属材料200表面的温度还很高，所以脉冲激光束只需要较小的功率即可使金属材料200达到熔点，材料凝固时，重力、表面张力等力处于平衡状态，由此完成对金属材料200的精抛光，不仅抛光效果好，还能节省能耗，十分地环保。

在具体实施例中，如图4-6所示，第一折射镜片组与第二折射镜片组均包括若干折射镜片(图中未示出)，且至少一片折射镜片能相对其余折射镜片移动，从而调节连续激光束以及脉冲激光束的焦点位置。

通过实施本实施例，可以使用折射镜片调节连续激光束以及脉冲激光束的焦点位置，从而实现平面抛光与曲面抛光。

在具体实施例中，如图4-6所示，激光抛光设备1还包括与连续激光器12、脉冲激光器13、第一振镜14及第二振镜15连接的控制电脑16。

具体地，可以通过控制电脑16设置粗抛光面积、精抛光面积、连续激光束的焦点的移动速度、脉冲激光束的焦点的移动速度，以及抛光功率等加工参数。其中，粗抛光面积与精抛光面积优选大于等于100mm²，因为抛光面积太小时，会产生热量积累，导致熔化的材料变多。焦点的移动速度可以改变激光能量密度，速度越慢，激光能量越高，反之则越低，优选地，连续激光束的焦点的移动速度与脉冲激光束的焦点的移动速度大于等于10mm/s。不同的金属对应有不同的熔点，因此所使用的抛光功率也不相同，对于熔点较高的金属材料，如S136D模具钢，它的熔点为1550℃，所以在连续激光抛光时功率应当控制在180W-230W之间，而脉冲激光抛光时功率应当控制在15W-35W之间。本发明对抛光功率不做具体限制，针对不同地金属材料200对抛光功率进行适应性调节。

在具体实施例中，控制电脑16还与超声波振动件142连接。

具体地，可以通过控制电脑16设置超声波振动件的振动频率，其中，振动频率大于等于5000HZ，且小于等于35000HZ。并且振动频率在29000-31000HZ这一范围内的抛光效果最好

在具体实施例中，激光抛光设备1还包括与连续激光器12、脉冲激光器13、第一振镜14及第二振镜15连接的水冷机构17。

具体地，激光抛光设备1运行时，连续激光器12、脉冲激光器13、第一振镜14及第二振镜15会产生大量热，本实施例采用水冷机构17对连续激光器12、脉冲激光器13、第一振镜14及第二振镜15进行冷却，以保证连续激光器12、脉冲激光器13、第一振镜14及第二振镜15能长时间运行，不受高温损坏。

在具体实施例中，如图4-6所示，激光抛光设备1还包括密封舱18。密封舱18装设于机架11上，金属材料装设于密封舱18内，加工时，可以使用惰性气体瓶300朝密封舱18内充入惰性气体。

具体地，为防止在抛光过程中金属材料200的表面产生氧化导致表面产生不规则的微小裂纹，本实施例通过在密封舱18内充入惰性气体以抑制微小裂纹的出现，进一步地提高了抛光质量。例如在抛光模具钢时，可以使用氩气等惰性气体，或使用氮气等不与钢材料发生化学反应的气体，从而提高模具钢的抛光质量。

在具体实施例中，如图4-6所示，激光抛光设备1还包括升降台19，升降台19装设于机架上，第一振镜14与第二振镜15均装设于升降台19上，升降台19用于带动脉冲激光器13以及连续激光器12上升与下降。

具体地，升降台19可以带动第一振镜14与第二振镜15上升与下降，从而对不同高度的金属材料200进行抛光，也可以对同一金属材料200不同高度的表面进行抛光，增加了激光抛光设备1的通用性。例如从第一振镜14出射的连续激光束的焦点形成在距离第一振镜480mm处，此时就可以利用升降台19调节第一振镜14的高度，使第一振镜与金属材料200的表面相距480mm。

在具体实施例中，如图4-6所示，激光抛光设备1还包括两个扩束镜10，两个扩束镜10分别装设于连续激光器12与第一振镜14之间的光路上，以及脉冲激光器13与第二振镜之间的光路上。

具体地，扩束镜10能调节光束直径和发散角，从而减小聚焦光斑，在激光抛光中，越小的光斑就可以获得更高的能量密度。

应当理解的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，对本领域技术人员来说，可以对上述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而所有这些修改和替换，都应属于本发明所附权利要的保护范围。