一、常規(guī)
激光加工技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
Q>(a JF GRh430V[ 隨著加工技術(shù)的創(chuàng)新和進(jìn)步,目前常規(guī)
激光加工的技術(shù),如鉆孔、切斷、表面改性等,都有不同程度的進(jìn)展。
C?j:+ Kk`LuS? (一)鉆孔
T.}Y&,n$$5 早期激光鉆孔采用定點(diǎn)沖擊法:即在一個(gè)位置上用脈沖激光束不停地加工,直至孔通。這種加工方法,使加工的孔深和孔徑均受到限制。
+}R#mco5K Z\3~7Ek2m 高重復(fù)頻率YAG激光器進(jìn)入實(shí)用階段后,出現(xiàn)了旋切鉆孔法(Trepanning),即用專用
光學(xué)旋轉(zhuǎn)頭或數(shù)控自動(dòng)生成圓軌跡進(jìn)行激光套料加工。這不僅消除了孔徑限制,且由于有輔助吹氣,加工區(qū)呈半敞開(kāi)式,熔融物易排出,故孔表面質(zhì)量好。
7YFEyX10d T>68 ,; p 對(duì)于分布有大量相同規(guī)格小孔的零件,特別是回轉(zhuǎn)體,當(dāng)前又發(fā)展了飛行打孔法(Drilling on the fly),即激光對(duì)一個(gè)孔位加工一個(gè)脈沖后,不管孔是否打通,工件都利用光脈沖間隙快速運(yùn)動(dòng)(移動(dòng)或轉(zhuǎn)動(dòng))到下一個(gè)孔位,如此進(jìn)行多次循環(huán)對(duì)同一位置多次沖擊,直至完成所有孔的加工。其優(yōu)點(diǎn)是激光脈沖間隙的時(shí)間被用作零件孔的位移,可大大提高加工速度。鉆孔速度目前為每秒數(shù)10孔,預(yù)計(jì)可達(dá)每秒500孔 (亞毫米孔徑)。技術(shù)的關(guān)鍵在于激光到達(dá),工件必需運(yùn)動(dòng)到位,這對(duì)非均布孔來(lái)說(shuō)有很大難度。用CNC閉環(huán)控制系統(tǒng)控制,當(dāng)孔加工速率更高時(shí),為保證圓的孔形,在激光作用時(shí)間內(nèi),激光束必須與零件同步運(yùn)動(dòng)。激光飛行打孔在航空零件加工中已得到了應(yīng)用,環(huán)形燃燒室的冷卻孔加工是典型的應(yīng)用實(shí)例。此外,高速飛機(jī)的機(jī)翼和發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣道的前沿,氣流極易與翼表面分離,形成紊流增大而氣動(dòng)力損失,為此,設(shè)計(jì)了有吸氣功能的層流翼(短艙)套,其表面是由1mm厚的鈦合金板制成,上面分布了1200萬(wàn)至10億個(gè)錐孔,外表面孔徑0.06mm,內(nèi)表面孔徑為0.1mm,孔間距為0.3~1mm,層流翼套的小孔也是用飛行打孔法完成的。
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