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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，數(shù)控車床它是利用光能經過透鏡聚焦后達到很高的能量密度，依靠光熱效應來加工各種材料，機床電器已廣泛用于打孔、切割、焊接、電子器件微調、表面處理以及信息存儲等許多領域。
    激光是一種經受激輻射產生的加強光。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下產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。此時一旦有少量激光粒子產生受激輻射躍遷，造成光放大，再通過諧振腔內的全機床電器反射鏡和部分反射鏡的反饋作用產生振蕩，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進行加工，數(shù)控車床如對真空管內部進行焊接等；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節(jié)，機床電器因此可用于精密微細加工；加工時不產生振動噪聲，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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