精密和超精密加工技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-14 03:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 ） 激光器 ,紅寶石激光器 ?特點(diǎn) :器件小 、 堅(jiān)固 、 使用方便 、 輸出功率大 ? 氣體激光器 ?CO2激光器 ,氦－氖激光器 ?結(jié)構(gòu)簡單 、 造價(jià)低；操作方便；工作介質(zhì)均勻 ， 光束質(zhì)量好；能長時(shí)間較穩(wěn)定地連續(xù)工作 (市場達(dá) 60％ 左右 ) 激光器 ?半導(dǎo)體激光器 ?砷化鎵激光器 ?體積小 、 質(zhì)量輕 、 壽命長 、 結(jié)構(gòu)簡單而堅(jiān)固 ?液體激光器 ?染料激光器 ?原理復(fù)雜 ,輸出波長連續(xù)可調(diào) ， 且覆蓋面寬 ◎ 混合氣體：氦約 80%， 氮約 15%， CO2 約 5% ◎ 通過高壓直流放電進(jìn)行激勵(lì) ◎ 波長 m， 為不可見光 ◎ 能量效率 5%～ 15% 反射凹鏡 反射平鏡 電極 放電管 CO2氣體 冷卻水進(jìn)口 冷卻水出口 激光 高壓直流電源 CO2氣體激光器 ? 加工材料范圍廣 ， 適用各種金屬 /非金屬材料 ， 高熔點(diǎn)材料 ， 耐熱合金及陶瓷 、 金剛石等硬脆材料 。 ? 加工性能好 ， 工件可離開加工機(jī)進(jìn)行加工 ， 可透過透明材料加工 ， 可在不易達(dá)到的狹小空間加工 。 ? 非接觸加工方式 ， 熱變形小 ， 加工精度較高 。 ? 可進(jìn)行微細(xì)加工 。 激光聚焦直徑理論上可至 1μ m以下 ， 實(shí)際可實(shí)現(xiàn) φ 。 ? 加工速度快 ， 效率高 。 ? 激光加工不僅可以進(jìn)行打孔和切割 ， 也可進(jìn)行焊接 、熱處理等工作 。 ? 可控性好 ， 易于自動(dòng)控制 。 加工設(shè)備昂貴 。 激光加工特點(diǎn) ◎ 廣泛應(yīng)用于金剛石拉絲模、鐘表寶石軸承、陶瓷、玻璃等非金屬材料，和硬質(zhì)合金、不銹鋼等金屬材料的小孔加工。 ◎ 激光打孔具有高效率、低成本的特點(diǎn)，特別適合微小群孔加工。 ◎ 焦點(diǎn)位置對孔的質(zhì)量影響：若焦點(diǎn)與加工表面之間距離很大，則激光能量密度顯著減小，不能進(jìn)行加工。如果焦點(diǎn)位置偏離加工表面 1mm，可以進(jìn)行加工，此時(shí)加工出孔的斷面形狀隨焦點(diǎn)位置不同而發(fā)生變化 激光打孔 激光加工應(yīng)用 焦點(diǎn)位置對孔形狀影響 激光打孔示意圖 ? 激光熱處理 ? 原理：照射到金屬表面上的激光使表面原子迅速蒸發(fā) ，產(chǎn)生微沖擊波會(huì)導(dǎo)致大量晶格缺陷形成 ， 達(dá)到硬化 。 ? 優(yōu)點(diǎn)：快速 、 不需淬火介質(zhì) 、 硬化均勻 、 變形小 、 硬化深度可精確控制 。 ? 激光焊接 ? 與打孔相比 ， 激光焊接所需能量密度較低 ， 不需將材料氣化蝕除 ， 只要將工件的加工區(qū)燒熔使其粘合在一起 。 ? 優(yōu)點(diǎn)：無焊渣 ， 不需去除工件氧化膜 ， 可實(shí)現(xiàn)不同材料之間的焊接 ， 特別適宜微型機(jī)械和精密焊接 。 ? 激光切割 ? 具有切縫窄 、 速度快 、 熱影響區(qū)小 、 省材料 、 成本低等優(yōu)點(diǎn) ， 并可以在任何方向上切割 ， 包括內(nèi)尖角 。 ? 可以切割鋼板 、 不銹鋼 、 鈦 、 鉭 、 鎳等金屬材料 ， 以及布匹 、 木材 、 紙張 、 塑料等非金屬材料 。 激光加工應(yīng)用 激光加工的各種應(yīng)用 激光加工的各種應(yīng)用 鉆孔 切削 表面處理 鉆微孔 焊接 打標(biāo) 激光焊接車身 激光切割 激光加工應(yīng)用 激光修復(fù)刀具 激光打孔時(shí)孔實(shí)例 在鋁上刻槽 在鉬上打直徑為 100um的孔 在厚度為 的鋁上打直徑為200um的孔 激光加工實(shí)例 在陶瓷上打直徑為 25um的孔陣列 在硅片上打直徑為 6um的孔陣列 頭發(fā)直徑 70um 特征尺寸 25um 激光切割 激光切割的不銹鋼齒輪 激光切割木工藝品 激光切割有機(jī)玻璃電腦機(jī)箱面板 激光模具焊接 模具焊接 激光模具焊接 激光模具焊接 超聲波加工 變幅桿 超聲波發(fā)生器 振動(dòng)方向 工具 換能器 工作液噴嘴 工件 超聲切割技術(shù) 超聲波加工原理圖 加工力工具工件振動(dòng)方向磨料＋工作液工具振幅? 利用工具端面作超聲 （ 16～ 25kHz） 振動(dòng) ，使工作液中的懸浮磨粒對工件表面撞擊拋磨來實(shí)現(xiàn)加工 。 ? 超聲波發(fā)生器將工頻交流電能轉(zhuǎn)變?yōu)橛幸欢üβ瘦敵龅某曨l電振蕩 ， 通過換能器將超聲頻電振蕩轉(zhuǎn)變?yōu)槌暀C(jī)械振動(dòng) ， 此時(shí)振幅一般很小 ， 再通過振幅擴(kuò)大棒 （ 變幅桿 ） 使固定在變幅桿端部的工具振幅增大到 ～ 。 ? 工作原理 超聲波加工 ? 當(dāng)工具以 16 000 Hz以上的振動(dòng)頻率作用于懸浮液磨料時(shí) ， 磨料便以極高的速度強(qiáng)力沖擊加工表面；同時(shí)由于懸浮液磨料的攪動(dòng) ，使磨粒以高速度拋磨工件表面；此外 ， 磨料液受工具端面的超聲振動(dòng)而產(chǎn)生交變的沖擊波和 “ 空化現(xiàn)象 ” 。 所謂空化現(xiàn)象 ， 是指當(dāng)工具
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