(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 202210948767.1 (22)申请日 2022.08.09 (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 毛文元　陈硕　刘小磊　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 26/70(2014.01) G06F 17/15(2006.01) (54)发明名称 一种机械密封动压槽激光加工槽深计算模 型及其构建方法 (57)摘要 本发明公开了一种机械密封动压槽激光加 工槽深计算模 型及其构建方法， 用于预测不同工 艺参数下的槽深。 所述方法包括以下步骤： 首先 通过试验获取不同激光能量密度下的槽深数据， 并得到槽深与激光能量密度的拟合关系式； 其次 基于脉冲激光特点、 图形填充原理和光纤激光标 刻机扫描策略， 建立动压槽激光加工的加热时间 计算模型； 最后结合拟合关系式及加热时间计算 模型构建动压槽激光加工槽深计算模 型。 所述方 法能够实现不同工艺参数下的槽深预测， 试验次 数少、 操作简单、 预测精度高、 适用面广。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115255685 A 2022.11.01 CN 115255685 A 1.一种机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特征在于： 所述方法 步骤如下： （1） 确定重复频率、 扫描速度、 填充间距、 标刻次数四个工艺参数的取值， 以及激光功率 的取值范围[ Pmin，Pmax]； （2） 通过动压槽加工和测量获取不同激光能量密度下的槽深实验数据， 分析实验数据 得到槽深与激光能量密度的拟合关系式； （3） 根据脉冲激光特点、 图形填充原理及光纤激光标刻机扫描策略， 建立动压槽激光加 工的加热时间计算模型； （4） 根据加热时间计算模型， 计算某一组固定 工艺参数下的加热时间； （5） 利用当激光能量密度 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， 结合 步骤 （2） 、 （3） 和 （4） 建立动压 槽激光加工 槽深计算模型。 2.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述重复频率1~100kHz， 扫描速度为1~10000mm/s， 填充 间距1~100 μm， 标刻次数1~ 100次， 激光功率1~100W。 3.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述槽深与激光能量密度的拟合方法为线性拟合或非线性拟合。 4.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述图形填充为单 方向或双方向填充， 填充角度0~180°。 5.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述动压 槽槽深1~500 μm。 6.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述动压 槽激光加工的加热时间计算模型为： 式中：tht为加热时间； n为标刻次数； τ为脉冲宽度； f为重复频率； Lmark为标刻长度； vscan 为扫描速度。 7.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述计算某一组固定工艺参数下的加热时间， 所选取的工艺参数为重复频率 f0、 扫 描速度vscan0、 填充间距 S0、 标刻次数 n0， 以及激光功率取值范围[ Pmin，Pmax]， 其中所选取的激 光功率Pmin需大于材 料气化时所需的最小功率。 8.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述动压槽的端面形状不限， 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。 9.根据权利要求1所述的机械密封动压槽激光加工槽深计算模型及其构建方法， 其特 征在于： 所述动压 槽激光加工 槽深计算模型为：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115255685 A 2。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115255685 A 3