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數(shù)控車床激光加工原理及特點(diǎn)
日期:2009年12月31 來(lái)源:
沈陽(yáng)第一機(jī)床廠
關(guān)鍵字:數(shù)控車床
激光加工是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一種新興技術(shù),
數(shù)控車床
它是利用光能經(jīng)過(guò)透鏡聚焦后達(dá)到很高的能量密度,依靠光熱效應(yīng)來(lái)加工各種材料,
機(jī)床電器
已廣泛用于打孔、切割、焊接、電子器件微調(diào)、表面處理以及信息存儲(chǔ)等許多領(lǐng)域。
激光是一種經(jīng)受激輻射產(chǎn)生的加強(qiáng)光。其光強(qiáng)度高,方向性、相干性和單色性好,通過(guò)光學(xué)系統(tǒng)可將激光束聚焦成直徑為幾十微米到幾微米的極小光斑,數(shù)控車床從而獲得極高的能量密度(1 x10‘—1 x1010W/cm’)。當(dāng)激光照射到工件表面,光能被工件吸收并迅速轉(zhuǎn)化為熱能,光斑區(qū)域的溫度可達(dá)10000℃以上,使材料熔化甚至汽化。隨著激光能量的不斷吸收,材料凹坑內(nèi)的金屬蒸氣迅速膨脹,壓力突然增大,熔融物爆炸式的高速噴射出來(lái),機(jī)床電器在工件內(nèi)部形成方向性很強(qiáng)的沖擊波。激光加工就是工件在光熱效應(yīng)下產(chǎn)生的高溫熔融和沖擊波的綜合作用過(guò)程。
當(dāng)激光的工作物質(zhì)釔鋁石榴石等受到光泵(激勵(lì)脈沖氙燈)的激發(fā)后,數(shù)控車床吸收具有特定波長(zhǎng)的光,在一定條件下可導(dǎo)致工作物質(zhì)中的亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)大于低能級(jí)粒子數(shù),這種現(xiàn)象稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。此時(shí)一旦有少量激光粒子產(chǎn)生受激輻射躍遷,造成光放大,再通過(guò)諧振腔內(nèi)的全機(jī)床電器反射鏡和部分反射鏡的反饋?zhàn)饔卯a(chǎn)生振蕩,此時(shí)由諧振腔的一端輸出激光。再通過(guò)透鏡聚焦形成高能光束,照射在工件表面上,即可進(jìn)行加工。數(shù)控車床固體激光器中常用的工作物質(zhì)除了釔鋁石榴石外,還有紅寶石和釹玻璃等材料。
激光加工工具有如下特點(diǎn):它屬于高能束流加工,不存在工具磨損更換問(wèn)機(jī)床電器題;幾乎可以加工任何金屬與非金屬材料;屬非接觸加工,無(wú)明顯機(jī)械力,能加工易變形的薄板和橡膠等彈性工件;加工速度快,熱影響區(qū)小;易實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化;激光可通過(guò)玻璃、空氣及惰性氣體等透明介質(zhì)進(jìn)行加工,數(shù)控車床如對(duì)真空管內(nèi)部進(jìn)行焊接等;激光可以通過(guò)聚焦,形成微米級(jí)的光斑,輸出功率的大小又可以調(diào)節(jié),機(jī)床電器因此可用于精密微細(xì)加工;加工時(shí)不產(chǎn)生振動(dòng)噪聲,加工效率高,可實(shí)現(xiàn)高速打孔和高速切割;可以達(dá)到0.01mm的平均加工精度和0.001mm的最高加工精度;表面粗糙度只。值可達(dá)0.1—0.4,Lm。
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