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數(shù)控車床激光加工原理及特點

日期：2009年12月31　來源：沈陽第一機床廠　關(guān)鍵字：數(shù)控車床
    激光加工是20世紀60年代發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，數(shù)控車床它是利用光能經(jīng)過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應(yīng)來加工各種材料，機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等許多領(lǐng)域。
    激光是一種經(jīng)受激輻射產(chǎn)生的加強光。其光強度高，方向性、相干性和單色性好，通過光學系統(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，機床電器在工件內(nèi)部形成方向性很強的沖擊波。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程。
    當激光的工作物質(zhì)釔鋁石榴石等受到光泵(激勵脈沖氙燈)的激發(fā)后，數(shù)控車床吸收具有特定波長的光，在一定條件下可導致工作物質(zhì)中的亞穩(wěn)態(tài)粒子數(shù)大于低能級粒子數(shù)，這種現(xiàn)象稱為粒子數(shù)反轉(zhuǎn)。此時一旦有少量激光粒子產(chǎn)生受激輻射躍遷，造成光放大，再通過諧振腔內(nèi)的全機床電器反射鏡和部分反射鏡的反饋作用產(chǎn)生振蕩，此時由諧振腔的一端輸出激光。再通過透鏡聚焦形成高能光束，照射在工件表面上，即可進行加工。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：它屬于高能束流加工，不存在工具磨損更換問機床電器題；幾乎可以加工任何金屬與非金屬材料；屬非接觸加工，無明顯機械力，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)��；易實現(xiàn)加工過程自動化；激光可通過玻璃、空氣及惰性氣體等透明介質(zhì)進行加工，數(shù)控車床如對真空管內(nèi)部進行焊接等；激光可以通過聚焦，形成微米級的光斑，輸出功率的大小又可以調(diào)節(jié)，機床電器因此可用于精密微細加工；加工時不產(chǎn)生振動噪聲，加工效率高，可實現(xiàn)高速打孔和高速切割；可以達到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0．1—0．4，Lm。

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