微小深孔的激光加工

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1、42工具技术微小深孔的激光加工*胡凤兰董丽君高为国湖南工程学院摘要：为满足现代工业产品及其组成零件的小型化和精密化，对零件上微小深孔的加工精度要求不断提高，由此对微小深孔加工技术提出了更高的要求。本文介绍了一种微小深孑L的特殊加工技术——激光打孔的原理和工艺参数。关键词：激光打孔，激光束，微小深孔，加工LaserBoringTechniqueforSmall-deepHoleHuFenglanDongLijunGaoWeiguoAbstract：Tomeettherequirementoftheminiaturi

2、zationandprecisionofthemodeiTlindustrialproducts，thedemandforthemachiningaccuracyofthesmall—deepholeisincreasedcontinually，thereoutthemorehigherrequirementispresentedforthema—chiningtechniqueofsmall—deephole．Theprincipleofthelaserboringwhichisaspecialprocessi

3、ngtechniqueandistechnicalpa—rametersareintroducedinthispaper．Keywords：laserboring，laserbeam，small—depphole，machining的长径比可达50，尺寸精度可达I17级，表面粗糙度l引言R达0．16～O．08ttm。在机械制造业中，一般将孑L深超过孔径5倍的2深孔激光加工原理圆柱孔称为深孔。深孔加工技术至今尚处于发展阶段，远不及一般金属切削加工技术那样成熟。本文激光加工是利用光能经过透镜聚焦后，在焦点作者曾在有关

4、论文中讨论了有关深孑L加工、精细加上达到很高的能量密度，靠光热效应来加工各种材工和光整加工的方法，这里研究的是微小深孔的一料，深孔激光加工的基本原理如图1所示，激光工作种特种加工技术——激光打孔。物质2可以是固体，如红宝石、钕玻璃等，也可以是微小深孔通常是指直径小于2mm的深孔，随着气体，如CO。激励能源3的主体是一个光泵，即脉航空、电子、仪器仪表、精密机械、自动控制及医疗器冲氙灯或氪灯，作用是将粒子由低能级激发到高能械等科学技术和工业生产的发展，微小深孑L的应用级，产生受激辐射。日趋广泛。在现代工业产品不断向轻

5、、薄、小方向发展的过程中，其组成零件也越来越趋于小型化和精密化，对微小深孔加工精度要求也越来越高，对微小深孔加工技术也提出了更高的要求。采用激光可以打小至几微米的微孔，目前激光打孔已用于火箭发动机和柴油机的燃料喷嘴、宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等微小孔的加工中。深孔激光加工图1湖南省教育厅科研基金资助项目(项目编号：07C214)收稿日期：2008年8月当工作物质2被激发后，在一定的条件下可使3孟剑锋，李剑峰，孟磊．金刚石工具加工硬脆材料时的5戴向国，傅水根，王先逵等．金刚石砂轮切割工程陶瓷时磨损及其影响因

6、素的研究现状．工具技术，2004，3(38)：6工艺参数对砂轮寿命的影响．工具技术，2000，9(34)：6—7～8第一作者：卢达，沈阳建筑大学交通与机械学院，4徐西鹏，沈剑云，黄辉．锯切花岗石过程中金刚石节块110168沈阳市磨损特征及影响因素分析．摩擦学学报，1998，2(18)：162FirstAuthor：LuDa，TransportationandMechanicalInstitute，～】66ShenyangJianZhuUniversity，Shenyang，Liaoning，110168，Chin

7、a2009年第43卷No343光得到放大，并通过全反射镜1和部分反射镜4组状间关系的示意图，由图可知，在相同辐射能量下，成的光谐振腔的作用产生光的振荡，由光谐振腔的当焦点位置很低时，通过工件表面的光斑面积较大，部分反射镜4输出激光。由激光器发射的激光再通此时打出的孔呈锥形。若逐渐提高焦点位置，由于过透镜5聚焦到工件6的待加工表面，对工件6进光斑直径逐渐减小，能量密度逐渐增加，打孔的深度行打孑L加工(图中为激光束发散全角，．厂为焦距，加深，直径也逐渐减小。如果焦点位置过高，则光过d为激光焦点直径)。焦点后的散射增大

8、，蚀除面积增加，光能密度减小，能量密度极高的激光束照射到被加工表面时，孔的深度反而减小，最后还有可能导致无法继续加一部分光能被反射，一部分光能穿透物质，而剩余的工。由此可知，要想获得较好圆柱度的孑L，焦点位置光能被加工表面吸收并转换成热能。对不透明的物应在工件的表面上，或稍低于工件表面。质，因为光的吸收深度非常小，所以热能的转换只发光斑内能量的分布：激光束经聚焦后光斑内各