激光加工技术

激光加工技术（精选12篇）

激光加工技术 篇1

激光加工技术随着光、机、电、材料、计算机、控制技术的发展已经逐步发展成为一项新的加工技术。激光加工具有加工对象广变形小、精度高、节省能源、公害小、远距离加工、自动化加工等显著优点, 对提高产品质量和劳动生产率、实现加工过程自动化、消除污染、减少材料消耗等的作用愈来愈重要。激光加工主要应用在电子、汽车、机械制造、钢铁冶金、石油、轻工、医疗器械、包装、礼品工业、钟表、饰品、服装、化妆品、烟草、航空航天等行业, 而且应用范围越来越扩大

一 激光加工的原理及其特点

1.激光加工的原理

激光加工是将激光束照射到工件的表面, 以激光的高能量来切除、熔化材料以及改变物体表面性能。由于激光加工是无接触式加工, 工具不会与工件的表面直接磨察产生阻力, 所以激光加工的速度极快、加工对象受热影响的范围较小而且不会产生噪音。由于激光束的能量和光束的移动速度均可调节, 因此激光加工可应用到不同层面和范围上。

2.激光加工的特点

激光自身的特性, 决定了其在加工领域的优势, 其特点如下:

①由于其无接触激光加工, 且高能量的激光光源的能量和速度都可以进行调节, 因此可对其实现多种加工的应用。

②将控制系统与扫描头模块化, 便于自动化系统的集成, 并能通过不同的应用工艺进行升级, 具有极强的柔性。

③由于激光的单色性极高, 从而保证了光束能精确地聚焦到焦点上, 从而可以得到很高的功率密度。

由于激光有很高的相干性, 从而保证了光波各个部分的相们关系不变。

二 激光技术应用

用激光束对材料进行各种加工, 如打孔、切割、划片、焊接、热处理等。激光加工技术应用主要如下:

1.激光打孔

采用脉冲激光器可进行打孔, 脉冲宽度为0.1～1毫秒, 特别适于打微孔和异形孔, 孔径约为0.005～1毫米。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。

2.激光切割、划片与刻字

在造船、汽车制造等工业中, 常使用百瓦至万瓦级的连续CO2激光器对大工件进行切割, 既能保证精确的空间曲线形状, 又有较高的加工效率。对小工件的切割常用中、小功率固体激光器或CO2激光器。在微电子学中, 常用激光切划硅片或切窄缝, 速度快、热影响区小。用激光可对流水线上的工件刻字或打标记, 并不影响流水线的速度, 刻划出的字符可永久保持。

3.激光焊接

激光焊接强度高、热变形小、密封性好, 可以焊接尺寸和性质悬殊, 以及熔点很高 (如陶瓷) 和易氧化的材料。激光焊接的心脏起搏器, 其密封性好、寿命长, 而且体积小。激光热处理用激光照射材料, 选择适当的波长和控制照射时间、功率密度, 可使材料表面熔化和再结晶, 达到淬火或退火的目的。激光热处理的优点是可以控制热处理的深度, 可以选择和控制热处理部位, 工件变形小, 可处理形状复杂的零件和部件, 可对盲孔和深孔的内壁进行处理。例如, 气缸活塞经激光热处理后可延长寿命;用激光热处理可恢复离子轰击所引起损伤的硅材料。

4.微细加工

激光的微细加工是一门新兴的科学。它是一种具有亮度高、方向性好等特点, 因此在理论上可以急剧熔化和汽化各种材料。激光微细加工几乎对所有金属和非金属材料及复合材料都可以加工。主要应用于有打孔、焊接、光刻等。其单位可达到微米级。例如, 利用激光束可去掉高速旋转陀螺转子上不平衡的微小过重部分, 以达到使惯性轴和旋转轴相重台的动平衡的目的。

三 激光加工的发展前景

激光加工在制造业中有着不可或缺的地位, 因其有优于其它的加工技术。同时未来激光技术将围绕技术普及、不断提高、多学科交叉三个方面加快发展。首先, 在更多加工的领域实现应用, 随着各种激光发射器及相关设备技术研制的成熟和市场化, 激光在科学研究、人民生活、国民经济等方面都会有新的成就。其次, 激光将跃上更新更高的台阶, 在功率提升、波长延伸、能量与速递增长等方面创新研发水平。另外, 激光技术将在物理、化学、材料、生物、医疗、农业、信息技术等领域得到广泛的交叉学科应用, 成为科技前沿发展的“锐器”。通过不断的调研, 院校与相关企业进行产学研合作之路, 能够有效推动科研成果的产业化和商业化, 为国家培养大批量的激光技术人才, 使我国的激光产业带不断扩大, 从而实现民族的产业复兴。

参考文献

[1]张辽远, 现代加工技术。北京:机械工业出版社, 2010.7

[2]宋威廉, 激光加工技术的发展。北京:机械工业出版社, 2009.3

[3]曾智江, 朱三根, 微细技工技术的研究。北京:高等教育出版社, 2011.12

[4]孟永刚, 激光加工技术。北京:国防工业出版社, 2010.01

激光加工技术 篇2

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激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性，对材料（包括金属与非金属）进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的一门加工技术。激光加工作为先进制造技术已广泛应用于汽车、电子、电器、航空、冶金、机械制造等国民经济重要部门，对提高产品质量、劳动生产率、自动化、无污染、减少材料消耗等起到愈来愈重要的作用。

激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为以下9个方面：

1.激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统； 2.激光加工工艺。包括焊接、表面处理、打孔、打标、微调等各种加工工艺；

3.激光焊接：汽车车身厚薄板、汽车零件、锂电池、心脏起搏器、密封继电器等密封器件以及各种不允许焊接污染和变形的器件。使用的激光器有YAG激光器，CO2激光器和半导体泵浦激光器；

4.激光切割：汽车行业、计算机、电气机壳、木刀模业、各种金属零件和特殊材料的切割、圆形锯片、压克力、弹簧垫片、2mm以下的电子机件用铜板、一些金属网板、钢管、镀锡铁板、镀亚铅钢板、磷青铜、电木板、薄铝合金、石英玻璃、硅橡胶、1mm以下氧化铝陶瓷片、航天工业使用的钛合金等等。使用激光器有YAG激光器和CO2激光器；

5.激光打标：在各种材料和几乎所有行业均得到广泛应用，使用的激光器有YAG激光器、CO2激光器和半导体泵浦激光器；

6.激光打孔：激光打孔主要应用在航空航天、汽车制造、电子仪表、化工等行业。激光打孔的迅速发展，主要体打孔用YAG激光器的平均输出功率已由400w提高到了800w至1000w。国内比较成熟的激光打孔的应用是在人造金刚石和天然金刚石拉丝模的生产及钟表和仪表的宝石轴承、飞机叶片、多层印刷线路板等行业的生产中。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主，也有一些准分子激光器、同位素激光器和半导体泵浦激光器；

7.激光热处理：在汽车工业中应用广泛，如缸套、曲轴、活塞环、换向器、齿轮等零部件的热处理，同时在航空航天、机床行业和其它机械行业也应用广泛。我国的激光热处理应用远比国外广泛得多。使用的激光器多以YAG激光器，CO2激光器为主；

8.激光快速成型：将激光加工技术和计算机数控技术及柔性制造技术相结合而形成，多用于模具和模型行业。使用的激光器多以YAG激光器、CO2激光器为主；

9.激光涂敷：在航空航天、模具及机电行业应用广泛。使用的激光器多以大功率YAG激光器、CO2激光器为主。

激光加工为工业制造提供了一个清洁无污染的环境及生产过程，而这也是当下激光加工的优势。技术特性

激光加工技术与传统加工技术相比具有很多优点，所以得到如此广泛的应用。尤其适合新产品的开发：一旦产品图纸形成后，马上可以进行激光加工，可以在短的时间内得到新产品的实物。

1、光点小，能量集中，热影响区小。

2、不接触加工工件，对工件无污染。

3、不受电磁干扰，与电子束加工相比应用更方便。

4、激光束易于聚焦、导向，便于自动化控制。

5、范围广泛：几乎可对任何材料进行雕刻切割。

6、安全可靠：采用非接触式加工，不会对材料造成机械挤压或机械应力。

7、精确细致：加工精度可达到0.1mm。

8、效果一致：同一批次的加工效果几乎一致。

9、高速快捷：可立即根据电脑输出的图样进行高速雕刻和切割，且激光切割的速度与线切割的速度相比要快很多。

10、成本低廉：不受加工数量的限制，对于小批量加工服务，激光加工更加便宜。

11、切割缝细小：激光切割的割缝一般在0.1-0.2mm。

12、切割面光滑：激光切割的切割面无毛刺。

13、热变形小：激光加工的激光割缝细、速度快、能量集中，因此传到被切割材料上的热量小，引起材料的变形也非常小。

14、适合大件产品的加工：大件产品的模具制造费用很高，激光加工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料冲剪时形成的塌边，可以大幅度地降低企业的生产成本提高产品的档次。

15、节省材料：激光加工采用电脑编程，可以把不同形状的产品进行材料的套裁，大限度地提高材料的利用率，大大降低了企业材料成本。

不同激光技术又衍生出不同的激光器，例如，CO2激光器、固体激光器、光纤激光器和准分子激光器等等，它们在工业加工制作方面都起到了重要的作用。

而从地域发展情况来看，激光市场在亚太地区的长足发展是激光行业快速发展的又一大因素。中国、日本、韩国发展速度尤为突出。未来五年内，这些主要发展地区将在汽车制造、原始设备制造等方面获得更多发展空间。简介

激光切割分类:

1、汽化切割

工件在激光作用下快速加热至沸点，部分材料化作蒸汽逸去，部分材料为喷出物从切割缝底部吹走。这种切割机是无融化材料的切割方式。

2、熔化切割

激光将工件加热至熔化状态，与光束同轴的氩、氮等辅助气流将熔化材料从切缝中吹掉。

3、氧助熔化切割

金属被激光迅速加热至燃点以上，与氧发生剧烈的氧化反应（即燃烧），放出大量的热，又加热下一层金属，金属被继续氧化，并借助气体压力将氧化物从切缝中吹掉。

激光切割技术广泛应用于金属和非金属材料的加工中，可大大减少加工时间，降低加工成本，提高工件质

量。现代的激光成了人们所幻想追求的“削铁如泥”的“宝剑”。以CO2激光切割机为例，整个系统由控制系统、运动系统、光学系统、水冷系统、排烟和吹气保护系统等组成，采用先进的数控模式实现多轴联动及激光不受速度影响的等能量切割，同时支持DXP、PLT、CNC等图形格式并强化界面图形绘制处理能力；采用性能优越的进口伺服电机和传动导向结构实现在高速状态下良好的运动精度。

激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下，通过脉冲使激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定频率，一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个个细微的、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或气化被加工材料。每一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。切割时,一股与光束同轴气流由切割头喷出，将熔化或气化的材料由切口的底部吹出(注：如果吹出的气体和被切割材料产生热效反应,则此反应将提供切割所需的附加能源；气流还有冷却已切割面，减少热影响区和聚焦镜不受污染的作用)。与传统的板材加工方法相比,激光切割其具有高的切割质量(切口宽度窄、热影响区小、切口光洁)、高的切割速度、高的柔性(可随意切割任意形状)、广泛的材料适应性等优点。

激光加工的优势

激光加工属于无接触加工,并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。它可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。激光加工柔性大主要用于切割、表面处理、焊接、打标和打孔等。激光表面处理包括激光相变硬化、激光熔敷、激光表面合金化和激光表面熔凝等。

激光加工技术主要有以下独特的优点：

①使用激光加工，生产效率高，质量可靠，经济效益。

②可以通过透明介质对密闭容器内的工件进行各种加工；在恶劣环境或其他人难以接近的地方，可用机器人进行激光加工。

③激光加工过程中无“刀具”磨损，无“切削力”作用于工件。

④可以对多种金属、非金属加工，特别是可以加工高硬度、高脆性及高熔点的材料。

⑤激光束易于导向、聚焦实现作各方向变换，极易与数控系统配合、对复杂工件进行加工，因此它是一种极为灵活的加工方法。

⑥无接触加工，对工件无直接冲击，因此无机械变形，并且高能量激光束的能量及其移动速度均可调，因此可以实现多种加工的目的。

⑦激光加工过程中，激光束能量密度高，加工速度快，并且是局部加工，对非激光照射部位没有或影响极小，因此，其热影响区小，工件热变形小，后续加工量小。

⑧激光束的发散角可<1毫弧，光斑直径可小到微米量级,作用时间可以短到纳秒和皮秒，同时，大功率激光器的连续输出功率又可达千瓦至10kW量级，因而激光既适于精密微细加工，又适于大型材料加工。激光束容易控制，易于与精密机械、精密测量技术和电子计算机相结合，实现加工的高度自动化和达到很高的加工精度。

激光加工技术已在众多领域得到广泛应用，随着激光加工技术、设备、工艺研究的不断深进，将具有更广阔的应用远景。由于加工过程中输入工件的热量小，所以热影响区和热变形小；加工效率高，易于实现自动化。

激光加工要点

目前,激光切割机行业发展的非常好,而且激光切割机的技术越来越成熟,因此激光切割机被广泛使用在各个行业中,并且激光切割机还取代了传统的切割技术,并且激光切割机技术越来越靠拢国外的激光切割机技术,而今天迪能激光为大家详细介绍的是激光切割机的精密激光加工如何,希望对大家有所帮助.激光切割机的工作效率如何,关键就是激光加工技术；而且激光切割机的精密激光加工技术可以进行加工多种的工件,那是因为其在切割的时候是不需要与被切割工件直接接触的,所以激光切割机产生的高能量激光束可以自由的进行移动,因此让被切割工件的表面受热均匀,因此切割起来的精度非常高；而且精密激光加工技术可以切割所有的工件材料,无论是高熔点、高脆性以及高硬度等材料,并且切割的效果非常的好；由于激光切割机精密激光加工技术,因此深受广大用户的喜爱.激光切割机由于具有非常好的切割效果,因此取代了传统的切割技术,而且激光切割机的精密激光加工技术完全不像传统的切割技术那样,需要使用模具,使用不仅成本费用增多了,而且切割速度非常的慢,所以被大家慢慢的淘汰了；相信国内的激光切割机精密激光加工技术会发展的越来越好.国外激光加工技术及发展动态

以德国、美国、日本、俄罗斯为代表的少数发达国家，目前主导和控制着全球激光技术和产业的发展方向。

其中，德国Trumpf、Rofin-Sinar公司在高功率工业激光器上称雄天下；美国IPG公司的光纤激光器引领世界激光产业发展方向。欧美主要国家在大型制造产业，如机械、汽车、航空、造船、电子等行业中，基本完成了用激光加工工艺对传统工艺的更新换代，进入“光加工”时代。

经过几十年的发展，激光技术开辟了广阔的应用天地，应用领域涵盖通信、材料加工、准分子光刻及数据存储等9个主要类别。根据国外统计资料表明，2013年全世界总的激光销售超过1000亿元。其中全球激光器市场销售额较2013年增长6.0%，达到93.34亿美元。美国市场借助出口方面的出色表现有所增长；欧洲凭借德国的出口增长仅维持收支平衡；亚洲市场，东盟国家的增长抵消了中国的经济放缓以及日本的零增长。

国内激光产业发展现状

1.国内激光产业整体格局

国内激光企业主要分布在湖北、北京、江苏、上海及深圳等地，已基本形成以上述省市为主体的华中、环渤海、长三角、珠三角四大激光产业基地，其中有一定规模的企业约300家。

2014年我国激光产业链产值约为800亿元。主要包括：激光加工装备产业达到350亿元（其中，用于切割、打标和焊接的高功率激光设备占据了67%的市场份额）；激光加工在重工业、电子工业、轻工业、军用、医疗等行业的应用达到450亿元。预计在今后三年，我国激光产业平均行业复合成长率将不低于20%。

我国激光加工产业可以分为四个比较大产业带，珠江三角洲、长江三角洲、华中地区和环渤海地区。这四个产业带侧重点不同，珠三角以中小功率激光加工机为主，长三角以大功率激光切割焊接设备为主，环渤海以大功率激光熔覆和全固态激光为主，以武汉为首的华中地区则覆盖了大、中、小激光加工设备。这四大产业带中，以华中地区尤其是武汉中国“光谷”。武汉地区可以说见证了中国激光加工产业从无到有、从弱到强的整个历程，是中国激光产业发展的缩影

2.国内激光产业重点单位

激光技术在我国经过40多年发展，有了较为雄厚的技术基础，锻炼培养了一支素质较高的队伍。以中科院四大光机所及各部委所属研究机构和一批大学为代表，形成了我国激光器系统技术研究开发的重要力量，如华中科技大学、清华大学、北京工业大学等16个科研院所。在部分激光器研究开发的核心技术上，形成了5个国家级的激光技术研究中心，10多个研究机构。

难加工金属材料的切削加工技术 篇3

关键词：难加工金属材料 切削加工技术 刀具几向参数

中图分类号：TH142 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）05（b）-0031-02

基于这种情势背景之下，出现了新加工材料这一领域。经济的不断发展和生产力的不断提升，不同领域之间运用到难加工材料的次数越来越频繁，其加工技术也随着经济的发展而不断的完善和优化。如何对于这些材料进行高效率的加工和利用，成为如今应该重点思考的问题。如果能够对于这些材料进行科学合理的利用，那么对于重工业领域、航天领域以及其他相关领域进行健康可持续的发展有着极为重要的价值和意义。在对其进行探究的过程当中，要掌握问题的根源，对于难加工材料种类多样化以及多功能性这两大问题进行重点的研究和探讨，切实解决制造业发展的需要。

1 切削领域中的难加工金属材料

难加工金属材料其定义就是指在进行切削加工的过程当中难度系数较大的，所需要花费的人力资本较多的材料。相关的工作人员将加工材料的切削工序分为了不同的等级，等级越高进行加工时难度越大，5级以上的加工材料就可以被定义为难加工材料。这些材料往往具有高强度或者是高硬度的特性，大多数都是金属产品，在对其进行加工时所使用的道具寿命不长，卷屑也较为困难，加工过后的成品往往表面比较粗糙。之所以上述的金属材料进行加工的难度系数较大，笔者对其原因进行了详细的探析，分为以下几点：（1）金属材料主要由合金元素组成，其熔点相较于其他加工材料来说熔点较高，比如说铁、钛等在加工的过程当中可以相互进行交融，与其他合金要素发生化学反应，会形成硬度较高的颗粒物。这样刀具在进行材料的加工过程当中，由于磨损过大，其寿命就会大大的减少。（2）加工材料具有固定的本质属性，其自身就具有一定的硬度和韧性，而材料加工的环境往往都是需要高温的，而在高温的环境当中，材料会因为温度的增加使自身原始的表面形态发生一定的变化，就是会发生变形，切屑的硬度增加，进行切屑时所耗费的生产力也就更多。（3）加工材料当中往往具有一些化学特性，其中蕴含的分子元素活跃性较强，比如说钛合金当中的分子元素在与刀具进行接触的过程当中，化学的亲和性强，道具会因此与钛合金当中的化学元素发生反应，使得道具表面组织发生改变，从而加剧刀具的磨损。（4）在对于难加工材料进行分析之后，发现其具有共同的特性，那就是其热传导率较低，在进行加工的过程当中不能够将热量及时的散发出去，这样就会使得刀刃与刀柄之间温度的差异较大。其所带来最直接的后果就是刀具在高温环境之下，其粘连性会有所下降，造成粒子丢失，进一步的加剧刀具的磨损。同时在进行材料高温切削的过程当中，道具往往与难加工材料发生一定的化学反应，会出现成分丢失或者是增加的情况，这些情况都是造成刀具磨损的要素。

2 难加工金属材料的切削技术

如今在进行难加工材料的加工过程当中，仍旧使用的是传统的切削技术，其加工的质量和效率都不尽人意，为了使得这一情况有所改善，提出一些对策和建议使得切削技术能够有所提升：选择切削功能强、质量优良的刀具；对于切削用量和参数进行科学合理的制定；在上述的建议当中对于刀具的选择是最重要的，其不但要求质量优良，对于切削性也具有一定的要求。比如说陶瓷和金刚钻都能够在难加工材料切削的过程当中发挥巨大的价值。与此同时对于刀具与难加工材料当中的化学、物理属性也要进行详细的考虑，确保刀具在进行切削的过程当中，化学或者是物理反应不要过于激烈，这样才能够确保刀具的质量得到保障。

2.1 切削难加工金属材料的刀具材料选用

CBN的高温硬度相较于其他刀具材料来说具有一定的优势地位，其在进行硬度较大的材料加工时，由于其CBN 成分含量多，因此刀具的寿命也能够因此延长，切削的质量和效率也会有所提升。

新型涂层硬质合金其耐磨性较高，在进行难加工材料的切削时，大多数厂家都愿意选择其为切削的道具。究其主要原因就是其适用的难加工材料种类丰富，并且切削效果较好。但是其涂层具有性能单一的特性，这样在选用其进行难加工材料的切削时，就需要根据该材料的特性进行分析，在此基础之上进行涂层道具材料的选择运用。

金刚石烧结体刀具适用于硬度较大的金属，因为碳化学分子比较稳定，硬度较强，其所制成的刀具材料具有刀刃锋利的特性，并且其热度不会给在刀刃处滞留，不会导致刀刃刀柄的温差较大而加大化学物的滞留的情况发生，極大程度上减轻了刀具的磨损状况。

2.2 合理选择刀具几何参数

想要使得难加工材料在切削的过程当中减轻切削的压力，可以从刀具形状方面进行考虑。对于难加工材料的特性进行分析，对于道具几何形状进行适当的改变，这样不但使得切削的质量精准性有所提升，并且对于刀具的保养也有裨益，因此在对于难加工材料的切削技术处理时，刀具形状的选用是至关重要的。如今随着经济和科技的不断发展，在对于切削刀具形状进行选择时，思维理念也有了创新和发展，比如说增大钻尖角等等。

2.3 合理选择难加工材料的切削条件

在对于难加工材料进行切削条件的设定时，其要求的规格标准并不高。随着科技的不断完善，难加工材料的切削工艺已经日益完善并不断的得以优化，刀具的使用寿命也日益加长。如今对于道具切口的选择大多数都是使用那些比较轻巧方便的切削工具，不但能够使得难加工材料的切削质量有所提升，也能够减轻切削的压力，从而提高切削的效率。与此同时对于刀具形状以及刀具的材料构成要素也要进行重视，这样才能够使得切削效果达到最佳。

上述的建议对于大部分的难加工材料的切削工艺是有一定裨益和帮助的，但是存在采取上述方式仍旧不能够进行有效切削工作展开的情况。比如说，在对于那些硬度较大的切削金属材料进行加工的过程当中，切削的速率要加以降低，这样才能够取得良好的切削效果。有些刀具当中含有CBN成分或者是金刚石，其刀刃的硬度较大，但是其韧性较低，进行加工材料的选择时具有一定的局限性，尤其是金刚石其对于黑色金属加工材料不具有切削能力，这样其应用范围就被大大的缩小。如今对于切削方式技巧不断的得以完善，其思维理念也有所创新，发明了特种加工的方法，其加工的原理并不是使用传统机械的方式对其进行加工，而是使用声能、太阳能等方式，其对于材料没有限制性，适用于任何种类的加工材料。

虽然特种加工的方式适用范围十分广阔，但是其仍旧具有一定的局限性，在未来今后的发展过程当中，发展潜力并不大。

3 结语

难加工金属材料是时代的产物，其切削的技术和方式也在随着时代的进步和经济的发展在不断的完善和优化。如今应该对切削工艺进行重视，加快对于新型切削刀具的开发和创新，使得切削技术能够运用到更多的领域当中，切实促进我国经济发展。

参考文献

[1]郁鼎文，陈恳.现代制造技术[M].北京：清华大学出版社，2006.

[2]刘冠权，马修泉.精切代磨技术的发展与应用[J].辽宁工程技术大学学报，2003（3）：28-31.

[3]张树森.45淬硬钢的精切代磨加工[J].机械工程师，2006（3）：41-43.

激光加工技术的发展现状及展望 篇4

1 激光技术的应用

激光具有高亮度、方向性强、单色性好及相干性强的特性, 能适应多种材料的加工制造, 尤其在一些有特殊精度要求和特种材料等方面起着无可替代的作用。激光也被誉为是“万能加工工具”、“未来柔性制造系统 (FMS) 的共同加工手段”, 是当代具有代表性的先进制造技术之一。

1.1 激光焊接

激光焊接热影响区小, 热变形可以忽略, 焊接的材料不会被氧化, 且受损率低, 可以焊接尺寸和性质悬殊的材料, 及熔点很高和易氧化的材料。例如:在汽车的生产过程中, 需要将车身和拼版的坯板焊接在一起, 利用单边激光焊接仅需5mm的特点, 将点焊改为激光焊接。据统计, 使用激光焊接, 每辆车就可以节省近40kg的材料。

1.2 激光切割

激光切割是一种应用最广泛且较成熟的激光加工技术, 在许多特殊材料中都得到广泛应用, 如航天航空工业对复合材料产品的需求量的增加, 使得用激光切割复合材料变得越来越重要, 用机械切割2.45mm厚的环氧基复合材料, 需要手工修整和热封, 加工一个零件需要12~14h, 而采用数控激光切割仅需5min, 效率提高150倍。

1.3 激光打标打孔

在加工过程中, 采用激光打标, 零件无接触, 间接的保证了零件的加工精度和表面光滑度, 适合一些需要进行表面特殊加工的零件。采用脉冲激光器可进行打孔, 脉冲宽度约为0.1~1ms, 适用于打微型孔和异形孔。激光打孔已广泛用于表类的宝石轴承、化纤喷丝头、金刚石拉丝模等工件的加工。如钟表的宝石轴承孔直径0.12~0.18mm, 深0.6~1.2mm, 采用激光打孔, 每分钟就可以加工几十个工件, 极大地提高了生产效率。

2 激光加工技术的发展

21世纪, 随着电子信息等高新技术的发展, 市场需求的个性化与多样化, 未来先进制造技术将会向精密化、柔性化、网络化、虚拟化、智能化、清洁化、集成化以及全球化的方向发展。

2.1 国内发展

由于我国激光加工技术起步较晚, 基础较差, 再加上受到我国设备的限制, 无法与国外同行在一个层面上竞争。但是, 这些年来, 通过校企合作, 有效的推动科研成果的发展, 同时为国家培养了大批的激光技术人才, 使我国的激光产业不断发展扩大。20世纪90年代初, 我国在武汉建立了国家级激光加工工程研究中心, 北京、上海等地方和部委联合建立激光加工工程研究中心, 另外, 很多地方政府以及众多科研机构也建立了激光加工研究中心。

目前, 我国的激光加工技术得到了飞速发展, 但是就总体而言还处于相对比较落后的水平。激光器质量、激光加工工艺、导光系统和精密定位系统等方面的技术还不够先进, 这些都是制约我国激光加工技术发展壮大的关键问题。

2.2 国外发展

世界各国都在大力发展光制造技术, 如美、日、欧等一些工业发达国家强调“应该在这样一个新的重要技术领域与其他国家的竞争中走在前面”。激光在制造业中所表现的低成本、高效率和巨大的应用潜力, 已成为各国之间互相竞争的动力。

美国通过“精密激光机械加工 (PLM) 协会”来激励新工艺技术的发展, 力求使美国工业激光器技术在世界上处于领先的地位;日本将激光切割和激光焊接技术广泛应用于电子、汽车等小件大批量生产;英国Exitech公司和德国Microlas公司先后推出了微结构加工用准分子激光微加工装备。

2.3 国内外的最新研究

近年来, 随着激光加工技术的发展, 对于激光切割的研究工作也取得了巨大成果。

武伟超等, 采用脉冲CO2激光器, 对2mm厚2A 12铝合金进行了切割试验, 研究热影响区的尺寸和显微组织, 热影响尺寸仅为0.1~0.2mm左右, 同时分析了热影响区对试件单向拉伸性能和疲劳寿命的影响。

葛亚琼等利用高功率脉冲固体Nd:YAG激光对4mm厚的5A06铝合金板材进行切割试验, 分析了辅助气体Ar、N2对激光切割质量的影响:辅助气体压力对切缝宽度的影响不明显。B.S.Yilbas等介绍了块参数分析预测切口宽度尺寸方面的研究, 他们根据切口宽度百分比的大小变化来制定不同的激光输出功率水平。发现切口宽度尺寸实验数据和预测结果基本相符合, 尤其当激光输出功率≤350W时其影响更明显。

王永军等为确定激光切割工艺对TC4钛合金板材疲劳性能的影响, 进行激光切割试验, 结果表明:激光切割TC4钛合金的切缝表面存在大量熔融金属凝固后形成的沟槽和微观裂纹, 激光切割产生的热影响区构成了疲劳源区, 导致激光切割试件的疲劳寿命大幅下降。

3 结束语

激光加工技术在不断地发展, 然而我国与国际水平的差距却是有所增大, 高端的激光加工设备几乎全部依赖进口。虽说国内外对激光加工技术的研究已经取得了巨大成就, 但是由于其过程的复杂性和多样性, 使得激光加工技术还没有形成较为成熟的理论和体系。目前, 激光加工的有限元模拟并未取得重大进展, 也没有任何一个软件将激光加工包容在内。

激光加工技术理论的完善需要试验与模拟手段的结合:通过试验的方法来获取数据, 并从中找寻加工过程的变化规律和主要影响因素, 再采用有限元的方法通过加载试件的边界条件对加工过程进行模拟分析。模拟与试验手段的结合发展, 不但可以节省试验经费和时间, 还可以达到相互印证的目的。而在计算机上对激光加工过程的模拟受到边界条件的设定、瞬时高温的加载及实际加工的情况等因素的影响, 让模拟的过程变得复杂而艰难。在未来制造业中, 激光加工技术是一种不可或缺的加工手段, 因此我们的研究工作不能松懈。

摘要：激光加工技术的飞速发展, 使得其在制造业中的作用越来越重。文章概述国内外对于激光加工技术, 尤其是激光切割技术的应用和发展。然激光加工技术的理论体系还不完善, 提出试验与模拟手段相结合:用试验的方法来找寻加工过程的变化规律和主要影响因素, 建立理论模型, 再采用有限元的方法通过加载试件的边界条件对加工过程进行模拟分析。

关键词：激光加工,模拟分析,发展展望

参考文献

激光加工技术 篇5

GB/T20722-2006

激光加工机器人 通用技术条件

General specifications of laser processing robots

前言

本标准由中国机械工业联合会提出。

本标准由全国工业自动化系统与集成标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：沈阳新松机器人自动化股份有限公司、北京机械工业自动化所

本标准主要起草人：董吉顺、徐方、杨书评。

本标准是首次制定。

激光加工机器人 通用技术条件

范围

本标准规定了激光加工机器人的技术要求、试验方法和检验规则等。

本标准适用于用激光对材料进行加工的激光加工机器人。

规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本部分达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准a

GB/T191-2000 包装储运图示标志(eqv ISO 780：1997)

GB2893-2001 安全色(neq ISO 3864：1984)

GB2894-1996 安全标志(neq ISO 3864：1984)

GB/T4768-1995 防霉包装(neq IEC 68；1988)

GB/T4879-1999 防锈包装

GB4943-2001 信息技术设备的安全(idt IEC 60950；1999)

GB/T5048-1999 防潮包装

GB5226.1-2002 机械安全 机械电气设备第1部分：通用技术条件(IEC 60204-1：2000，IDT)

GB7247.1-2001 激光产品的安全 第1部分：设备分类、要求和用户指南(idt IEC 60825-1：1993)

GB11291-1997 工业机器人 安全规范(eqv ISO 10218：1992)

GB/T12642-2001 工业机器人性能规范及其试验方法(eqv ISO 9283：1998)

GB/T12644-2001 工业机器人 特性表示(eqv ISO 9946：1999)

GB18490-2001 激光加工机械 安全要求(eqv ISO 11553；1996)

GB/Z19397-2003 工业机器人 电磁兼容性试验方法和性能评估准则 指南(ISO/TR 11062：1994，IDT)

GB50169-2006 电气装置安装工程 接地装置施工及验收规范

JB/T8896-1999 工业机器人 验收规则

产品分类

3.1 按坐标型式分

a)直角坐标型激光加工机器人；

b)圆柱坐标型激光加工机器人；

c)球坐标型激光加工机器人；

d)关节型激光加工机器人。

3.2 按驱动方式分

a)伺服型激光加工机器人；

b)非伺服型激光加工机器人。

性能

4.1 激光加工机器人(以下简称机器人)的性能指标，应在产品标准中规定，应包括下列各项：

a)坐标型式；

b)轴数；

c)额定负载；

d)各轴运动范围；

e)工作空间；

f)最大单轴速度；

g)工作速度范围(为直接进行激光加工作业时所允许的最高、最低速度区间)；

h)位姿准确度；

i)位姿重复性；

J)位置超调量；

k)位姿准确度漂移；

l)位姿重复性漂移；

m)轨迹准确度；

n)轨迹速度准确度；

o)轨迹重复性；

p)轨迹速度重复性；

q)轨迹速度波动；

r)摆动偏差；

s)拐角偏差；

t)程序存储容量；

u)基本动作控制方式；

v)输入输出接口；

w)编程方式；

x)动力源参数及耗电功率；

y)外形尺寸及重量。

4.2 与机器人配套的激光设备，其主要技术性能和参数，应符合机器人激光加工工艺的要求。

技术要求

5.1 一般要求

5.1.1 机器人应按规定程序批准的设计图样和工艺文件进行制造。

5.1.2 制造机器人所用材料及外购元器件、部件，入厂时需经检验部门复检，并应符合有关标准规定。

5.2 外观和结构

5.2.1 机器人结构应布局合理，操作方便，造型美观，便于维修。

5.2.2 机器人成套设备中，所有紧固部分应无松动；活动部分润滑和冷却状况良好。

5.2.3 文字、符号、标志应清晰、端正。各轴关节处应标明轴号及其运动方向。

5.2.4 机器人表面，不得有裂缝、明显的凹痕和变形；漆膜及镀层应均匀，无起泡、划伤、脱落和磨损等缺陷；金属零件不应有锈蚀及其他机械损伤。

5.2.5 激光头夹持器应有防护机构。

5.3 功能

5.3.1 开关、按钮、显示、报警及联锁装置功能应正常。

5.3.2 操作机各轴运动平稳、正常。

5.3.3 各种操作方式中，指令与动作应协调一致。

5.3.4 电力线与信号线尽可能分开远离，并对信号线采用屏蔽、双绞等抗干扰措施。

5.3.5 电气设备在突然停电后，再恢复供电时，不得自行接通。

5.3.6 机器人停机开关、急停开关能使机器人停机，同时隔离激光束或者不再产生激光束。

5.4 安全

5.4.1 基本要求

机器人的安全除应符合GB11291外，还应符合GB18490的规定，特别是对激光辐射和有毒物料蒸汽的防护。

5.4.2 保护接地电路的连续性

机器人操作机，控制装置、动力源都必须有接地点。不能明显表明的接地点，应在其附近标注明显的接地符号保护导线截面积>6.0mm[sup]2[/sup]，引入来自PELV电源的50Hz低电压、10A电流至少10s时间，PE端子和保护接地部件各测试点间的最大实测电压降不应超过1.0V。PELV电源应符合GB5226.1-2002第6.4.2条的规定。

接地装置应符合GB50169的规定。

5.4.3 绝缘电阻

机器人控制装置动力交流电源电路与壳体之间绝缘电阻应不小于1MΩ。

5.4.4 耐电强度

机器人动力交流电源电路与邻近的非带电导体间，应能承受交流(50Hz)电压有效值1000V持续1min的耐电强度试验，无击穿、闪络及飞弧现象。

5.5 噪声

机器人在空载运行时所产生的噪声，应不大于70dB(A)。

5.6 连续运行

机器人在额定负载和工作速度下，连续运行120h，工作应正常。

5.7 工艺操作

按激光加工工艺要求，对机器人进行示教编程或离线编程和工艺操作，工作应正常。

5.8 电源适应能力

当供电电网电压波动，在额定电压的-15%~+10%范围内，频率为50Hz时，机器人工作应正常。

5.9 电磁兼容性

机器人的电磁兼容性应符合GB/Z19397-2003中第6.5条的规定。

5.10 环境条件

5.10.1 环境气候适应性

机器人在表1环境条件下使用、运输和贮存时，应能保持正常。其他项目由产品标准规定。

表1

5.10.2 耐振性

机器人的操作机、控制装置在受到频率为5Hz～55Hz，振幅为0.15mm的振动时，工作应正常。

5.11 耐运输性

机器人按要求包装和运输后，应保持正常。

5.12 可靠性

机器人的可靠性用平均无故障工作时间(MTBF)和平均修复时间(MTTR)来衡量，具体数值应在产品标准中规定。一般MTBF不小于5000h，MTTR不大于30min。

5.13 成套性

5.13.1 机器人应包括操作机、控制装置、动力源装置、连接电缆等成套设备。

5.13.2 机器人出厂时，应备有供正常生产使用的附件、维修用的备件及专用工具。

5.13.3 机器人出厂时，应提供特性数据表、技术说明书或操作、安装、维修说明书等技术文件以及产品合格证明书。

试验方法

6.1 试验条件

见JB/T8896-1999第5.1条。

6.2 外观和结构

按JB/T8896-1999第5.2条进行检查，应符合条件。

6.3 功能检查

见JB/T8896-1999第5.3条。

6.4 性能测试

6.4.1 各轴位移量测量

见JB/T8896-1999第5.4.1条。

6.4.2 工作空间测量

见JB/T8896-1999第5.4.2条和GB/T12644-2001第5.5条。

6.4.3 最大单轴速度

在额定负载条件下，使被测关节进入稳定工作状态，其他关节固定。令机器人被测关节以最大速度做最大范围的运动，测出速度的最大值。重复测量10次，以10次所测结果的平均值作为测量结果。

6.4.4 工作速度范围

在额定负载条件下，使各关节进入稳定工作状态，令机器人以指令速度做大范围的运动，测出机械接口坐标原点或工具中心点的速度。重复测量10次，以10次测得结果的平均值作为测量结果。

6.4.5 位姿准确度测量

见GB/T12642-200l第7.2.1条。

6.4.6 位姿重复性测量

见GB/T12642-2001第7.2.2条。

6.4.7 位置超调量测量

见GB/T12642-2001第7.5条。

6.4.8 位姿准确度漂移测量

见GB/T12642-2001第7.6条。

6.4.9 位姿重复性漂移测量

见GB/T18642—2001第7.6条。

6.4.10 轨迹准确度测量

见GB/T12642 200l第8.2条。

6.4.11 轨迹速度准确度测量

见GB/T12642 2001第8.6.2条。

6.4.12 轨迹重复性测量

见GB/T12642-2001第8.3条。

6.4.13 轨迹速度重复性测量

见GB/T12642-2001第8.6.1条和第8.6.3条的测量方法。

6.4.14 轨迹速度波动测量

见GB/T12642-2001第8.6.1条和第8.6.4条的测量方法。

6.4.15 摆动偏差测量

见GB/T12642-2001第11.1条。

6.4.16 拐角偏差测量

见GB/T12642-2001第8.5条。

6.5 电气安全试验

6.5.1 保护接地电路的连续性测量

见GB5226.1-2002第19.2条。

6.5.2 绝缘电阻测量

按GB 5226.1-2002第19.3条的要求检验，其结果应符合产品标准的要求。

6.5.3 耐电强度试验

见GB5225.1-2002第19.4条。

6.6 噪声试验

见JB/T8896-1999第5.7条。

6.7 连续运行试验

见JB/T8896-1999第5.6条。

6.8 工艺操作试验

在正常工艺条件下，按激光加工工艺要求，对机器人进行示教编程和离线编程，并启动机器人进行自动运行，工作应正常。

6.9 电源适应能力试验

见JB/T 8896-1999第5.8条。

6.10 电磁兼容性试验

见GB/Z19397-2003第6章。

6.11 环境气候适应性试验

见JB/T8896-1999第5.10条。

6.12 振动试验

见JB/T8896-1999第5.11条。

6.13 运输试验

见JB/T8896-1999第5.12条。

6.14 可靠性试验

由产品标准规定。

检验规则

见JB/T8896-1999第3章。

检验项目

见表2。

表2 标志、包装、运输和贮存

9.1 标志

9.1.1 机器人产品上应装有标牌，标牌上应包括下述内容：

a)产品名称；

b)产品型号；

c)动力源参数及耗电功率；

d)外形尺寸和重量；

e)生产编号；

f)制造单位名称；

g)出厂年、月。

9.1.2 警告标志

a)激光辐射警告标志，应符合GB7247.1的规定。

b)除GB7274.1对标记的要求以外，机器人在安装固定后，应该具有其他有关的注意事项和警告标志(如：本机器人工作时可能产生有毒的烟雾/颗粒物)。该标志的大小和位置应能使在危险区外面的人员安全、清楚地看到。标志的颜色、尺寸及印刷型式应符合GB2893和GB2894的规定。

9.1.3 包装标志

包装箱外表面上，应按GB/T191规定做图示标志。

9.2 包装

9.2.1 机器人在包装前，必须将操作机活动臂部分牢靠固定。

9.2.2 操作机底座及其他装置与包装箱底板牢靠固定。

9.2.3 控制装置应单独包装。

9.2.4 包装材料符合GB/T4768、GB/T4879、GB/T5048的规定。

9.2.5 若有其他特殊包装要求，应在产品标准中规定。

9.2.6 包装箱内应有下列文件：

a)特性数据表和产品合格证明书；

b)使用说明书及安装图或操作、安装、维修说明书；

c)随机备件、附件及其清单；

d)装箱清单及其他有关技术资料。

9.3 运输

运输、装卸时，应按9.1.3“包装标志”的规定标识方向放置，以保持包装箱的竖立位置，并不得堆放。

9.4 贮存

长期存放机器人产品的仓库，其环境温度为0℃～40℃，相对湿度不大于80%。其周围环境应无腐蚀、易燃气体，无强烈机械振动、冲击及强磁场作用。贮存期限及其维护要求由产品标准规定。

【发布日期】20061213

酸枣露酒加工技术 篇6

酸枣、6%亚硫酸、蔗糖、柠檬酸。

二、主要设备

提升机、打浆机、刮板过滤机、卧式离心过滤机、储酒罐、JJ-2型组织捣碎机、高温瞬时灭菌机、灌装机、贴标机。

三、操作要点

1．原料处理：选择八九成熟的酸枣，剔除酸枣中的腐烂果、残次果、病虫果、未成熟果以及枝叶等杂物，用流动水冲洗干净。

2．酸枣原汁的制备：

（1）浸泡。由于酸枣果肉的含水量较少，因此，在压破后的酸枣果肉中加入其1倍体积量的4%脱臭酒精软化水进行浸泡，并加入100毫克/升左右的6%亚硫酸。

（2）破碎。待枣果浸泡膨胀后，用打浆机破碎，去除枣核。

（3）提取。将枣浆放入夹层锅中，保持80℃温度，浸泡20小时左右。在浸泡过程中搅拌4~5次，使酸枣的营养成分充分溶解到汁液中。为了提高出汁率，在生产过程中加入果胶酶对果浆进行处理。

（4）过滤。提取结束后，先用0.5毫米的刮板过滤机粗滤，以除去粗纤维和其他杂质；再用筛网为120目的卧式离心过滤机精滤，以除去全部悬浮物和容易产生沉淀的胶粒；调整可溶性固形物含量至25%左右备用。

3．酸枣原酒的制备：

（1）焙烤。酸枣的烘焙在铜或不锈钢容器内进行，掺入一定量的粗砂作热媒介焙炒至酸枣外观变为棕黄色为止。

（2）浸提。经烘焙后的酸枣可直接加入酒精度50%的国家二级酒精中进行浸泡，酒精与酸枣的用量比为3∶1，浸泡10~15天，使焦糊酸枣的香气、糖分及其他营养成分浸提出来。

（3）过滤。浸提结束后，先用0.5毫米的刮板过滤机粗滤，以除去粗纤维和其他杂质；再用筛网为120目的卧式离心过滤机精滤，以除去全部悬浮物和容易产生沉淀的胶粒，得到酸枣浸泡酒。

4．酸枣露酒的制作：

（1）调配。将上述制得的酸枣原汁与酸枣浸泡酒按重量比2∶1的比例混合，搅拌均匀，对酒度和糖、酸度进行适当调整。

（2）陈酿。刚调配出来的酸枣露酒口味粗糙，香味不足，酒体不协调，必须经过一段时间的储存才能使酒质芳香醇和、酒体丰满协调。在陈酿过程中，要做好酒的管理，定期检查酒的液面、检测酒的总酸和挥发酸含量。如果酒面有菌斑，可采用除菌膜膜滤的方法除菌。如果酒的挥发酸过高，说明酒污染了醋酸杆菌，可以采用超高温121℃ 3秒钟瞬时杀菌的方法处理。

（3）澄清。储酒过程中如不能达到自然澄清，可添加适量的澄清剂加以处理。

（4）灌装。灌装前要对酒瓶进行清洗和杀菌。设定自动灌装机的参数，进行灌装、打塞，除去瓶外水分，贴标。装好的酒先装入酒盒，再装箱密封，入库。

激光加工技术 篇7

激光加工是利用高能量强度的激光束, 经过光学系统聚焦, 聚焦后的功率密度可达104-1011W/cm2, 对工件加工部位施加高温的热加工技术。由于激光加工热影响区域小, 加工精细, 加工速度快, 可以使常规方法无法实现的工艺轻松实现。如今, 激光加工技术已经广泛应用于“打标、焊接、切割、打孔、热处理、熔覆、精密调阻、精密配重”等领域, 本文将主要介绍手机制造行业比较常用的激光打标技术与激光焊接技术。

1 手机制造中的激光打标技术

激光打标技术作为激光加工最大的应用领域, 以其无可替代的优势迅速取代了传统的“气动打标、化学腐蚀标记、丝网印刷标记、铸造标记”等方式, 成为工业制造领域主流的标记方式。

所谓激光是指单向性极好、单色性极强、高亮度、相干性好的电磁波。激光的产生是在受激辐射光无限放大所产生的。当激光电源激励连续氪弧灯, 发出的光经过聚光腔集中到Nd:YAG激光晶体上, 受激光辐射的光经过激光谐振腔共振放大后产生连续激光。该激光束通过声光Q开关调制后, 变为千瓦的高峰值功率、高重复频的脉冲激光。该脉冲激光束经过扩束镜扩束后, 顺序投射到X轴、Y轴两只振镜扫苗器的反射镜上。振镜扫描器在计算机软件控制下产生按程序编排的快速摆动, 使激光束在平面X、Y两维方上进行扫描。再通过“F-0”光学聚焦透镜组使激光束聚焦在加工物体的表面形成一个个微细的、高能量密度的光斑。每一个高能量的激光脉冲瞬间就在物体表面烧蚀并且溅射出一个极小的凹坑。经计算机控制的连续不断的这一过程, 预先编排好的字符、图形等标记内容就永久地被蚀刻在物体表面上。

常见激光打标的三种工作方式:○1氧化, 激光对工件的表层加热, 使工件表层受热氧化而呈现出不同的特性;○2蚀刻, 激光对工件的表层加热, 使工件表层受热升华而呈现出凹陷的特性;○3凸起, 激光对工件的表层加热, 使工件表层受热膨胀而呈现出凸起的特性。

一套完整的激光打标设备一般由主机-激光发生装置、激光头-激光输出装置、计算机控制部分、Q开关、电控箱、冷却系统、抽风系统与工作平台等组成。

激光打标机因其特殊的工作原理, 与传统标记方式 (移印、喷码、电腐蚀等) 相比, 具有许多优越性:1.非接触加工;2.材料适用面广;3.可与生产线上的其他设备集成, 提高生产线的自动化程度;4.标记清晰、持久、美观, 并可有效防伪;5.使用寿命长、无污染;6.运行成本低打标速度快;7.加工效率高;8.开发速度快;9.加工精度高;10.维护成本低;11.具有环保性。

在手机零部件制造领域, 激光标记技术已经完全可以应用到任何需要标记的地方, 金属零部件, 非金属零部件, 甚至手机的LCD显示屏, 都能够实现激光标记。手机品牌厂商的LOGO打标、系列号、二维码和条形码、装饰性图案2D与3D面打标、彩色个性图案等都已经在手机零部件的制造中应用。

2手机制造中的激光焊接技术

激光焊接是将具有优异的方向性、高亮度、高强度、高单色性、高相干性等特点的激光束辐射至加工工件表面区域内, 激光束经过光学系统聚焦后, 通过激光与被焊物的相互作用, 在极短的时间内使被焊处形成一个能高度集中的热源区, 热能使被焊物区域熔化后冷却结晶形成牢固的焊点和焊缝。根据所用激光器及其工作方式的不同, 常用的激光焊接方式有两种, 一种是脉冲激光焊, 主要用于单点固定连续和簿件材料的焊接, 焊接时形成一个个圆形焊点;另一种为连续激光焊, 主要用于大厚件的焊接和切割, 焊接过程中形成一条连续焊缝。

激光焊接时通过激光输入的能量只有部分作用于焊接, 由于金属对激光的反射与金属的散热性损失一部分能量, 特别是在工件表面形成等离子体“云”时损失的能量更大。当高功率的激光对工件加热时, 工件表面的空气被电离成等离子体, 等离子体与金属蒸气混合就成了等离子体“云”, 这朵等离子体“云”会大大削减激光的能量, 影响工件的焊接质量。为了减少等离子体“云”的影响, 一般都采用侧面吹保护气体的方法去除等离子体"云", 同时保护焊缝金属不被氧化。

由于焊接金属具有不同的热性能, 根据其热性能可将激光焊接分为热传导型与锁眼型两种焊接方法。热传导型激光焊接原理为:激光辐射加热待加工表面, 表面热量通过热传导向内部扩散, 通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等激光参数, 使工件表层熔化, 形成熔宽大熔深小的熔池。这种焊缝的深宽比只有1:3, 但焊缝平滑、圆润无明显的凸起现象, 可以得到非常好的表面效果, 常用于手机前后盖、医疗器械、珠宝首饰、电池等表面质量要求较高的产品。

锁眼型激光焊接原理为:当激光功率密度达到10^6~10^7W/cm^2时, 功率输入远大于热传导、对流及辐射散热的速率, 材料表面发生汽化而形成小孔, 孔内金属蒸汽压力与四周液体的静力和表面张力形成动态平衡, 激光可以通过孔中直射到孔底。这种现象称为小孔效应 (Keyhole Effect) 。小孔的作用和黑体一样, 能将射入的激光能量完全吸收, 使包围着这个孔腔的金属熔化。孔壁外液体的流动和壁层的表面张力与孔腔内连续产生的蒸汽压力相持并保持动态平衡。光束携带着大量的光能不断地进入小孔, 小孔外材料在连续流动。随着光束向前移动, 小孔始终处于流动的稳定状态。小孔随着前导光束向前移动后, 熔融的金属填充小孔移开后所留下的空腔并随之冷凝成焊缝, 完成焊接过程。这种焊缝的深宽比可达8:1, 激光束通过小孔的侧壁不断反射直通孔底, 使工件对激光的吸收率从3%提升到96%, 但在焊缝表面会有凸起, 常应用于手机天线、手机支架、需受力的结构件的焊接。

相对于传统的焊接方式, 激光焊接有如下一些特点:1.焊接速度快2.焊接热影响区小3.热输入量小4.容易实现自动化5.单面焊接6.一致性好与可重复定位精度高7.焊接后几乎不需要后处理加工

随着手机行业的快速发展, 激光焊接的高效率与低成本在手机制造中的优势已越来越明显。Iphone、Ipad、NOKIA、Sumsang、Motolora、HTC等手机的主框架、LCD支架、前后盖、SIM卡槽等部件都通过激光焊接而成, 焊后的部件不仅结合牢固外观也非常漂亮, 基本不需要做后处理加工, 节约了制造成本。

结束语

本文介绍了激光打标与激光焊接的原理、特性及在手机制造中的典型应用, 通过激光打标技术可以使得手机的外观设计更加美观, 可以实现个性化图案的打标, 让消费者得到一个全球独一无二的、真正只属于自己的个性手机。激光焊接应用到手机中, 大大简化了冲压模具的设计, 优化生产工艺流程, 扩大生产能力, 降低了生产成本。激光加工快速高效的生产效率与精密加工的性质决定着其在手机制造中的地位已经越来越重要, 在手机的整个生产制造过程中发挥着巨大的作用, 为整机厂商带来了巨大的经济效益。

摘要：激光加工技术以其高精度、高效率、高质量的加工性能, 已广泛应用于各行各业。通过激光打标可以使手机外观多样化与个性化, 通过激光焊接可以大大简化模具的设计与加工, 降低生产成本, 激光加工技术在通讯产品制造中的应用已达到了无可替代的作用。本文着重介绍了激光打标与激光焊接的原理与特点, 并列举了一些在手机产品中的典型应用。

关键词：激光,手机,打标,焊接

参考文献

[1]陈彦宾.现代激光焊接技术[M].北京:科学出版社.2006.

[2]吴明清, 尹占顺.激光焊接技术在工程车辆生产中的应用[J].现代焊接.2008 (08) .

激光加工技术 篇8

1 激光加工的原理和特点

1.1 聚焦后, 光能转化为热能, 几乎可以熔化、气化任何材料。例如耐热合陶瓷, 英石, 金刚石等硬脆材料都能加工。

1.2 激光光斑大小可以焦聚到微米级, 输出功率可以调节, 因此可用以精密微细加工。

1.3 加工所用工具是激光束, 是非接触加工, 所以没有明显的机械力, 没有工具损耗问题。

加工速度快, 热影响区小, 容易实现加工过程自动化。

1.4 和电子束加工等比较起来, 激光加工装置比较简单, 不要求复杂的抽真空装置。

1.5 激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工, 影响因素很多,

因此, 精微加工时, 精度, 尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证, 必须进行反复试验, 寻找合理的参数, 才能达到一定的加工要求。

1.6 加工中产生的金属气体及火星等飞溅物, 要注意通风抽走, 操作者应戴防护镜。

2 激光加工工艺及应用

激光加工技术的传统应用主要有金属材料的激光焊接、切割、打孔、标记、表面热处理、雕刻等。随着新型激光器件的诞生、激光技术的不断发展以及新材料、新工艺的涌现, 激光加工技术在不同行业得到了进一步的应用。

2.1 激光打孔

激光打孔是利用激光的功率密度高的特点, 将其聚焦, 是加工材料瞬间被加热熔化、汽化, 熔化物质被蒸汽的剩余压力排挤出来, 形成孔洞。激光打孔已广泛用于钟表和仪表的宝石轴承、金刚石拉丝模、化纤喷丝头等工件的加工。激光可以在纺织面料、皮革制品、纸制品、金属制品、塑料制品上进行打孔切割等操作。应用领域包括制衣、制鞋、工艺品礼品制作、机器设备、零件制作等[2]。

2.2 激光切割

激光切割是利用激光束聚焦形成的高功率密度光斑, 将材料快速加热至气化温度, 蒸发形成小孔洞后, 再使光束与材料相对运动, 从而获得窄的连续切缝[3]。在20世纪80年代就开始在汽车车身制造中应用[4]。激光切割还广泛用于非金属材料的切割, 另外激光切割也广泛用于服装行业, 对皮革、布料进行切割。

3 激光焊接

激光焊接是将功率密度足够的激光束照射到需要焊接的材料表面, 使其局部温度升高到熔点, 被焊材料结合部位熔化成液体, 然后冷却凝固, 于是两种材料就被熔接在一起。激光焊接技术应用领域迅速扩到航空航天、船舶制造、机车制造、机械零件制造等领域[5]。珠宝首饰业引用了激光焊接技术, 改变了人们传统的首饰设计思维方式。借助激光焊接技术, 可制作一些结构特殊的首饰款式[6]。另外激光焊接也广泛用于钢铁行业, 如硅板焊接, 冷轧低碳钢的焊接, 钢管的焊接。

4 激光淬火

激光照射材料表面使金属表面的原子迅速蒸发, 由此发生的微冲击波会导致大量晶格缺陷的形成, 从而实现表面的硬化。激光淬火被广泛的应用于重要零件的淬火。

5 激光打标

激光打标技术是激光加工最大的应用领域之一。激光打标是利用高能量密度的激光对工件进行局部照射, 使表层材料汽化或发生颜色变化的化学反应, 从而留下永久性标记的一种打标方法, 这对产品的防伪有特殊的意义。激光加工系统与计算机数控技术相结合可构成高效自动化加工设备, 可以打出各种文字、符号和图案, 易于用软件设计标刻图样, 更改标记内容, 适应现代化生产高效率、快节奏的要求[7]。可实现亚微米打标, 已广泛用于微电子工业和生物工程。

6 激光雕刻

在激光技术中激光雕刻技术是较常见的。激光雕刻的实现主要是利用激光束在材料表面的熔蚀效应、气化效应、光化学反应。激光雕刻广泛的应用工艺品、陶瓷、皮革、印章等的雕刻[8]。

我国激光工业的现状及发展趋势

自1961年中科院长春光学精密机械研究所研制出我国第一台红宝石激光器至今, 我国激光技术也经过了五十年的快速发展。目前, 激光产品已在国内占据较大的市场份额, 在产品质量、性能等方面初步具备了与国外大公司竞争的实力。

2005-2009年, 中国激光市场年均复合增长率达到25.6%, 市场保持高速增长。2008-2009年, 在全球激光市场出现24.8%的负增长的情况下, 中国激光市场仍然保持15.1%的增长, 突破了100亿元规模, 成为全球激光市场中的一股新兴力量。2010年随着中国制造业的整体复苏, 预计未来三年中国激光市场仍将保持高速增长, 年均增长率约在18%-22%之间[9]。

近几年, 国内工业激光应用市场不断扩大, 激光加工领域不断开拓, 除了纺织、服装等轻工业和汽车制造业、航空、动力和能源等重工业, 正逐步向精细、微细加工集中, 向电子制造业、集成电路行业、通信、机械微加工, 以及医疗、牙科、美容仪器设备制造业等新兴应用领域拓展。

7 结论

激光加工是一门21世纪发展极快的制造新技术, 各国政府和工业部门都非常重视激光器和激光加工技术设备的发展。中国政府一直将激光作为“先进制造技术”列为国家重点发展项目。面对日益增长的巨大激光加工应用市场和国际竞争新格局, 中国的激光和激光技术产业必将有一个大的发展, 激光加工技术的发展, 具有非常辽阔的市场远景, 在国民经济和工业发展中发挥着日益重要的作用。激光加工有着传统机械加工不具备的某些优点, 它的应用也越来越广泛。

参考文献

[1]刘晋春, 白基成, 郭永丰.特种加工[M].北京:机械工业出版社, 2008 (03) .[1]刘晋春, 白基成, 郭永丰.特种加工[M].北京:机械工业出版社, 2008 (03) .

[2]刘秀清.传统机械加工与激光加工通孔质量的比较研究[J].煤矿机械, 2010, (10) .[2]刘秀清.传统机械加工与激光加工通孔质量的比较研究[J].煤矿机械, 2010, (10) .

[3]张国顺.现代激光制造技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.[3]张国顺.现代激光制造技术[M].北京:化学工业出版社, 2006.

[4]周建忠, 张永康.激光加工技术在汽车车身制造中的应用[J].电加工与模具, 2000, (04) .[4]周建忠, 张永康.激光加工技术在汽车车身制造中的应用[J].电加工与模具, 2000, (04) .

[5]李少华, 康蓉娣.激光焊接技术及其应用[J].舰船防化, 2011, (04) .[5]李少华, 康蓉娣.激光焊接技术及其应用[J].舰船防化, 2011, (04) .

[6]王昶, 袁军平.激光加工技术在珠宝首饰业中的应用[J].宝石和宝石学杂志, 2009, (02) .[6]王昶, 袁军平.激光加工技术在珠宝首饰业中的应用[J].宝石和宝石学杂志, 2009, (02) .

[7]尹杰, 董松金, 刘言学, 姜立勇.激光加工技术在工程机械制造中的应用探讨[J].工程机械, 2011, (09) .[7]尹杰, 董松金, 刘言学, 姜立勇.激光加工技术在工程机械制造中的应用探讨[J].工程机械, 2011, (09) .

[8]郑锦声, 陈松青.激光雕刻技术的发展[J].机床与液压, 2008, (08) .[8]郑锦声, 陈松青.激光雕刻技术的发展[J].机床与液压, 2008, (08) .

机械加工技术中数控加工的应用 篇9

随着全球经济一体化的发展, 对我国的工业发展也起到了很大的推动作用, 使得各国的工业竞争也日益激烈, 为能够应对这一发展局势, 加强我国的机械加工技术的升级完善就比较重要。机械加工技术当中的数控技术的应用是新型的应用技术, 主要是借助计算机网络的作用来对生产效率提供的技术。

1 机械加工中数控技术应用重要性及数控加工特征

1.1 机械加工中数控技术应用重要性分析

数控加工技术主要就是通过数字控制技术进行实施的高效率及高精密的机械加工, 数控技术在机械加工当中的应用对我国的汽车制造业起到了很大的推动作用, 数控技术在机械加工中的应用有效提升了机械加工的整体效率, 为汽车产业的发展提供了技术保障。数控加工技术的应用将原有的汽车机械加工的程序操作简单化的呈现出来, 从而实现了礼仪的最大化[1]。另外就是机械加工技术的应用对机床的控制能力得到了有效提升, 将机床设备的功能很大程度的提升, 不仅能够对机械加工质量有了保证, 其工作的高效化也能得到有效实现。

1.2 机械加工中数控加工的特征体现

机械加工中数控加工技术在生产的精度以及生产率层面比较高, 对实际劳动强度得到了降低。数控加工技术在机械加工中的应用对机械加工方式的转变有着重要体现, 数控加工技术自身的灵活性较好, 在实际操作上也更为简单化, 能够保证机械加工高效以及准确性, 数控加工主要是通过数字休息技术的应用。对计算机的充分利用以及对其实施编制程序, 这样只需单人操作就能够完成多项任务, 实际工作的时间得到了缩短, 并且模块化的工作方式在工作质量上也有着保障。

2 机械加工技术中数控加工应用策略探究

第一, 机床设备中数控加工技术的实际应用实现了机床加工数字化, 对机床设备实现现代化的发展目标逐渐实现。对数控技术专业化平台标准的完善要能够对数控技术专业化平台的建设进行着手, 在平台标准上得到完善对数控加工设备生产成本的降低有着促进作用, 同时对企业间联合也有着促进作用, 对国际间的竞争水平就有着提升[2]。

第二, 数控加工技术的高精度特点使其在机械加工中的应用比较广泛, 机床设备是我国实施各项机械加工作业的重要工具, 数控加工技术的应用就从很大程度上实现了加工控制数字化, 对机床生产效率有了很大程度的提升, 数控加工技术在实际的操作过程中主要就是通过代码进行控制的, 其中的主轴以及道具选择等都能够在计算机数控上进行编排, 通过计算机发出指令对操作的实施加以有效控制, 这样就能够让机床自动化的加工所需零件。

第三, 要想将数控加工技术在机械加工中得到更优化的应用就要能够对数控技术应用人才加大培养力度, 我国当前的数控专业基础人才以及高级人才都比较缺乏, 所以在这一方面要能够将数控技术的培训体系进一步的完善, 这样才能为数控加工技术的进一步应用发展打下基础。同时也要能够对数控加工技术的自主创新加强保护, 我国当前还面临着高端数控加工技术的价格高以及推广难的问题, 所以要在这一方面的自主创新能力得以加强保护和鼓励其创新精神的实践。不仅如此, 对相关的政策法规也要能够得以有效完善, 对自主创新的体系进行完善, 这对数控技术的开发创新就有着保障。

第四, 数控加工技术在汽车机械工业中的应用方面, 对汽车机械零部件加工技术也有着重要带动作用, 让复杂化的零件制造的效率有了很大程度的提升。在数控加工技术的作用下对实际的需求得到了满足, 同时也使得企业能长期高效的受益, 完成自动化的生产, 这就对汽车产业中的传统生产模式得以有效打破, 使其向着现代化的加工制造方向迈进[3]。随着我国的科学技术的发展, 对数控加工技术的智能化实现也将成为可能, 智能化的数控技术可以将机械加工效率最大化提升, 对机械的加工过程也能够起到监督以及控制作用, 对机械加工的驱动力得到了有效保障。

3 结束语

总而言之, 我国的机械加工技术中的数据加工技术的应用在当前的发展中日趋成熟, 在应用上也不断的扩大, 一些高端的数控加工技术不断涌现, 这对多个领域的产业发展就起到了带动作用。数控加工技术是实现机械制造自动化的重要途径, 对我国工业发展起到了推动作用, 所以要对其充分重视。由于文章篇幅限制不能进一步深化探究, 希望此次理论研究能起到抛砖引玉的作用以待后来者居上。

参考文献

[1]刘思默.机械数控的技术应用实施与探讨[J].数字技术与应用, 2014 (12)

[2]冉振旺.数控技术在机械加工中的应用与发展前景分析[J].科技资讯, 2014 (26) .

激光束加工技术的应用现状与发展 篇10

关键词：激光,激光束加工技术,应用现状,发展

随着计算机技术、信息技术、自动化技术在制造业中的广泛应用, 它们与传统制造技术相结合而形成的先进制造技术发展迅速, 应用越来越广泛。包括新型武器装备、飞机制造业、汽车产业等都要求采用整体结构、轻量化结构、先进冷却结构等新型结构, 以及钛合金、复合材料、粉末材料、金属间化合物等新材料。激光的良好特性使其在实际生产方面的应用越来越广泛, 这其中以激光束加工最有发展前景。激光束加工因具有加工速度快、表面变形小、可加工各种材料等特点, 已经越来越受到人们的关注。

1 激光束加工技术应用现状

激光束加工技术是利用高能量激光束使工件材料熔化、汽化和蒸发而予以去除的高能束加工工艺, 被誉为“21世纪的万能加工工具”。随着激光器及外围技术的进步, 激光束加工技术不断发展, 目前被广泛应用于工业制造业。由于激光束加工技术良好的应用前景, 目前国内外都对该项技术展开了大量的研究工作。与电子束、电解、电火花、和机械打孔相比, 激光打孔质量好、重复精度高、通用性强、效率高、成本低及综合技术经济效益显著。国外在激光精密打孔已经达到很高的水平。瑞士某公司利用固体激光器给飞机涡轮叶片进行打孔, 可以加工直径从20um到80um的微孔, 并且其直径与深度之比可达1:80。激光束还可以在脆性材料如陶瓷上加工各种微小的异型孔如盲孔、方孔等, 这是普通机械加工无法做到的。

激光精密切割与传统切割法相比, 激光精密切割有很多优点。例如, 它能开出狭窄的切口、几乎没有切割残渣、热影响区小、切割噪声小, 并可以节省材料15%~30%。由于激光对被切割材料几乎不产生机械冲力和压力, 故适宜于切割玻璃、陶瓷和半导体等既硬又脆的材料, 加上激光光斑小、切缝窄, 所以特别适宜于对细小部件作各种精密切割。

2 发展趋势

为了深入研究激光束加工技术在全球的发展趋势, 预测其今后的发展动态, 下面从专利角度, 对该领域展开分析。我们通过专利的查询进一步对激光束加工技术各个子领域的研发情况进行研究。可以看到前十年度分布状况。从2000年至2009年, 激光束加工领域的技术主要集中焊接, 切割, 打孔等这些子领域。从数据中可以看出, 在激光束加工技术中, 所有子领域在这十年间都呈现缓慢下降的趋势。我们可以看到, 几乎所有子领域都在2001-2003年达到最大值, 因此, 在一定程度上可以说明各技术目前都处于成熟状态, 发展速度变慢。通过宏观层面的分析, 我们可以看出激光束加工技术在这10年中, 发展较为稳定。其中用于焊接、切割以及打孔的激光束加工是整个领域的研发重点。

3 激光束加工的应用

激光束加工主要用于打孔、切割、焊接和表面处理等材料成形和改性等一系列加工工艺中。在过去二十多年时间里, 激光束加工技术得到了异常迅速的发展, 而且得到了广泛的工业应用。

3.1 激光表面处理

在母材基体表面预置合金薄片或粉剂, 然后利用激光加热使其熔化, 光束离去后涂覆材料便迅速凝固, 形成与基体材料牢固结合的包覆层, 以提高表面耐磨性和耐腐蚀性。激光能使包覆材料很快熔化, 母材并不熔化, 且包覆材料仅施于所需之处, 因此, 涂层厚度均匀, 结合力强。例如, 对镍基合金涡轮叶片, 利用激光涂覆钴基合金后, 可提高叶片的耐热、耐磨耗性能。以激光为热源。原理与火焰表面淬火相同。不同之处:火焰淬火加热面积大, 需用水冷却硬化。激光功率密度大而能在短时间处理, 热影响范围小, 不用水也能急冷而硬化。用激光加热材料使其比表面硬化处理的温度稍高一些, 让表层略微熔化就急冷, 这种处理称为表面均匀化。例如, 工具钢等碳化物相的材料, 采用激光使碳化物熔化分解, 并通过急冷形成微细粒子弥散或固溶在材料中, 达到均匀化的目的。

3.2 激光切割

激光切割是激光加工技术在工业上广泛应用的一个方面, 因此其加工过程既符合激光与材料的作用原理, 又具有自己的特点。激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件, 使被照射处的材料迅即熔化、汽化、烧蚀, 并形成孔洞, 同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质, 随着光束和工件的相对运动, 最终使工件形成切缝, 从而实现割开工件的一种热切割方法。切割过程发生在切割终端处的一个垂直表面, 称之烧蚀前沿。激光和气流从该处进入切口, 激光能量一部分被烧蚀前沿所吸收, 一部分通过切口或经烧蚀前沿向切口空间反射。激光能切割的材料除金属外, 还有塑料、木材、纸张、橡胶、皮革、陶瓷、混凝土、纤维以及复合材料等。切割效果:割缝宽度0.2~0.3mm;热影响区宽度0.04~0.06mm;割缝形状平行;切割速度快, 设备费很高;运转费低。激光切割适合多品种小批量生产。在激光切割机上配以数控工作台, 可切割复杂形状的产品。

3.3 激光焊接

激光焊接是一种无接触加工方式, 对焊接零件没有外力作用。激光能量高度集小, 对金属快速加热、快速冷却, 对许多零件热影响可以忽略不计, 可认为不产生热变形, 或者说热变形极小。能够焊接高熔点、难熔、难焊的金属, 如钦合金、铝合金等。激光焊接过程对环境没有污染, 在空气中可以直接焊接, 与需在真空室中焊接的电子束焊接方法比较, 激光焊接工艺简便。焊点、焊缝整齐美观, 易于与计算机数控系统或机械手、机器人配合, 实现自动焊接, 生产效率高。激光焊缝的机械强度往往高于母材的机械强度。这是由于激光焊接时, 金属熔化过程对金属中的杂质有净化作用, 因而焊缝不仅美观而且强度高于母材。

激光束焊接是利用激光束聚焦到工件表面, 使辐射作用表面的金属"烧熔"粘合而形成焊接接头。所需能量较低 (104~106W/cm2) 。具有:焊接过程迅速, 生产率高;被焊接材料不易氧化、焊点小、焊缝窄、热影响区小, 故焊接变形小、精度高。适合于微型、精密、排列密集、受热敏感的焊件。可焊接同种金属, 也可焊接异种金属, 甚至焊接金属与非金属材料。可进行薄片间或丝与丝之间的焊接。在机械工业中广泛应用的激光焊接是基于大功率激光所产生的小孔效应基础上的深熔焊接。是一种熔深大、速度快、单位时间熔合面积大的高效焊接方法, 且是焊缝深宽比大、比能小、热影响区小、变形小的精确焊接方法。但要求被焊接件有较高的装配精度, 且被聚焦成很细的激光束严格沿着待焊缝隙扫描。基于上述特点, 激光焊接在电子工业、国防工业、仪表工业、电池工业、医疗仪器以及许多行业中均得到广泛的应用。

3.4 激光弯曲技术

激光弯曲是一种柔性成型新技术, 它利用激光加热所产生的不均匀的温度场, 来诱发热应力代替外力, 实现金属板料的成型。激光成型机理有温度梯度机理、压曲机理和撤粗机理。与火焰弯曲相比, 激光束可被约束在一个非常窄小的区域而且容易实现自动化, 这就导致了人们对激光弯曲成型的研究兴趣。目前此技术研究已有一些成功应用的范例, 如用于船板的弯曲成型, 利用管子的激光弯曲成型制造波纹管, 以及微机械的加工制造。

结语

激光加工技术是21世纪的一种先进制造技术, 其发展前景不可限量。但是, 激光加工技术还是一种发展中的技术。它不像传统工艺的冷加工车、钻、铣、刨、磨, 也不像热加工的锻、铸、焊、金属热处理那样, 有一整套金属工艺学的理论和规范化的工艺。在使用激光加工, 经验和实验是必不可少的。同时, 激光加工的应用范围还在不断扩大, 如用激光制造大规模集成电路, 不用抗蚀剂, 工序简单, 并能进行0.5微米以下图案的高精度蚀刻加工, 从而大大增加集成度。此外, 激光蒸发、激光区域熔化和激光沉积等新工艺也在发展中。随着激光技术的快速发展, 激光束加工技术在机械制造领域的应用势必会越来越广泛, 越来越重要, 影响越来越大。

参考文献

[1]周潇.激光束加工技术全球发展趋势研究[J].经济师, 2011. (11.)

鲜菇盐渍加工技术 篇11

二、漂洗。先用0.6%的盐水（过浓会使菇体发红）洗去菇体表面泥屑等杂质，接着用柠檬酸溶液（pH值4.5）漂洗，能显著改变菇体色泽。

三、杀青。在稀盐水中煮沸杀死菇体细胞，其作用是进一步抑制酶的活性，防止菇开伞，排出菇体内的水分，使气孔放大，以便盐水很快进入菇体。杀青要在漂洗后及时进行，使用不锈钢锅或铝锅（菇体内含硫氨基酸，煮制时易与铁结合形成黑色硫化铁，故不能用铁锅），加入10%的盐水，水与菇的比例为10∶4，火要旺，盐水沸腾后，将菇装在竹筛中（装入量为容器体积的3/5）一同放入并不断摆动，使菇全部浸入沸水中，随时除去泡沫。煮沸时间7～10分钟，具体依菇的大小而定，以剖开菇没有白心、内外均呈淡黄色为度。煮不透则保存过程中会变色，甚至腐烂。煮好后连筛取出，立即放入流动清水中冷却20～30分钟。未冷透的菇腌制后会变黑发臭。锅中盐水可连续使用5～6次，使用2～3次后，每次应补充适量食盐。

四、制备饱和盐水和调酸剂。准备10∶4的水与食盐，将盐用开水溶化，直到盐水不能溶解时为止，用波美比重计测其浓度为波美23度左右，再放入少量明矾静置，冷却后取其上清液用8层脱脂纱布过滤，使盐水达到清澈透明，即为饱和盐水。存入专用缸内，用布盖好，再盖上缸盖备用。

将柠檬酸50%、偏磷酸钠42%、明矾8%混合均匀后，加入饱和盐水中，用柠檬酸调pH值至3（夏季）或3.5（冬季）即可。

五、盐渍。容器要洗刷干净，并用0.5%高锰酸钾溶液消毒后经开水冲洗。将杀青分级后沥去水分的菇按每100千克加25～30千克精盐的比例逐层盐渍。先在缸底放一层盐，接着放一层菇（厚8～9厘米），依次一层盐一层菇，直至满缸。缸内注入煮沸后冷却的饱和盐水。表面加盖帘（竹片或木条制成），并压上鹅卵石，使菇浸没在盐水内。3天内必须倒缸1次，以后5～7天倒缸1次。盐渍过程中要经常用波美比重计测盐水浓度，使其保持在23度左右，低了就应倒缸，缸口要用纱布和缸盖盖好。

激光加工技术 篇12

1 超声加工技术原理

将磨料悬浮液加入到工件与工具之间, 利用超声发生器形成超声振动波;经过换能器的转换之后, 形成超声机械振动, 这样悬浮液中产生的磨粒就会对加工表面造成撞击, 被加工材料的局部就会经过撞击而掉落。在工件的表面, 具有瞬间交替作用的正压冲击波与负压空化作用, 以此强化加工过程。在超声加工技术中, 涉及到机床、超声振动系统、电源、轴向力反馈保护系统等, 且超声振动系统是关键、核心环节[1], 主要包括以下几部分。

1.1 超声波换能器

通过应用超声波转换器, 可以将高频电振动转化为机械振动, 并通过以下两种形式实现: (1) 磁致伸缩法。在处于变化状态的磁场中, 砦铁磁体或者铁氧化体的长度也会发生变化, 即磁致伸缩效应。在磁致伸缩换能器中, Q值 (即能量峰值锐度) 相对较低, 因此可以传递较宽的频率, 以此增加设计变幅杆的灵活性, 而刀具与其相连接之后, 即使发生加工过程的磨损现象, 也可进行重磨[2]; (2) 压电效应法。通过应用压电晶片, 在外电场中随着电场的方向变化而产生形变, 利用压电换能器将高频的电振动转化为机械振动。压电换能器的电声转换频率较高, 不会产生热量损失, 也不需要采取冷却方法, 可支持旋转性操作, 便于操作。

1.2 变幅杆

通过应用变幅杆, 可以进一步扩大换能器中发出的超声振幅, 支持超声波加工过程。这主要由于在任意截面中的振动能量保持不变, 而截面越小的地方, 能量密度则越大, 而振动幅度也随之加大。在加工大功率超声过程中, 可以将变幅杆与工具设计为一个整体, 可考虑采用CAD技术、CAM技术、有限元分析技术等[3]。

1.3 工具

可以将工具看作是变幅杆的负载, 因此工具尺寸大小、质量好坏等, 将与变幅杆的连接密切相关, 同时也对超声振动频率、超声波加工性能等产生影响。通过应用螺钉或者焊接形式, 将工具固定到变幅杆中。如果采取可拆卸的方式, 虽然便于工具的更换速度, 但是可能造成超声能量损失、工具松懈或者过于疲劳等缺陷。

2 超声加工技术在陶瓷加工中的应用

陶瓷材料可以广泛应用于诸多工作场合, 由于其用途的特殊性, 因此对加工精度、表面质量等提出诸多要求;但是考虑到陶瓷材料的低断裂韧性、高脆性等特征, 和材料的弹性较为接近, 因此加工过程存在一定难度, 如果加工方法不当, 可能破坏表面层组织, 对加工质量造成影响。因此, 加工技术的选择, 将对陶瓷材料应用范围产生重要作用。当前, 国内外诸多学者已经开展超声加工技术在陶瓷加工中的应用研究。

2.1 精密超声加工技术的应用

精密超声加工技术主要针对A12O3陶瓷材料中的微去除量应用, 主要对陶瓷材料中超声加工的特征进行模拟, 分析材料的去除原理。经大量的实践研究来看, 在低冲击力的作用下。陶瓷材料的结构会发生变化, 同时出现晶粒错位问题, 而过高的冲击力, 又会发生凹痕或者裂纹[4]。

2.2 超声振动脉冲放电加工技术的应用

超声振动脉冲放电加工技术主要应用于工程陶瓷小孔中, 工具电极中的超声振动, 形成脉冲放电, 进而取替传统的电火花加工形式, 发挥专用脉冲发生器的重要作用。另外, 通过应用工具电极中超声振动, 还可以对缝隙进行清洗。该技术可以对A12O3基陶瓷刀具的材料表面方孔进行定位和加工;通过对其工作机理、加工参数等研究, 可获得不同陶瓷材料加工的效率、表面粗糙性等, 总结发生影响的规律[5]。通过实验结果来看, 采取该种复合加工技术, 结合超声加工与放电加工的双重优势, 提高陶瓷材料的性能与质量, 更好地投入使用。

2.3 超声振动磨削技术

该技术主要针对陶瓷深孔加工, 具有高效性、精密性等特征, 通过对超声振动磨削技术及传统的磨削陶瓷深孔技术进行对比。从实验结果来看, 采取超声振动磨削技术, 可有效保障陶瓷加工的效率, 并可避免在加工过程中发生的裂纹、凹坑等缺陷和问题, 因此在陶瓷加工中具有良好的应用空间, 将成为今后发展趋势。

3 二维超声技术在陶瓷加工中的应用

当前, 超声振动磨削机理的研究较为深入, 尤其是细晶氧化锆陶瓷试件中, 进行二维超声振动磨削试验, 对其性能、应用等进行确定。该实验中, 主要针对磨削的深度对磨削力、材料去除率、表面粗糙度等因素进行探讨。通过实验结果, 获得如下体会。

(1) 通过研究普通的磨削技术, 与二维超声振动磨削技术进行对比, 充分体现了磨削深度的变化对增加材料去除率的影响;在同样的磨削深度状态下, 二维超声振动磨削的去除率强于普通磨削技术;而超声振动磨削材料的去除率可以达到普通技术的2倍左右[6]。

(2) 无论是普通磨削技术还是超声振动磨削技术, 都将随着磨削深度的增加而有所提高, 如果达到了临界值, 那么磨削力就会产生波动, 进而超过了该临界的深度值磨削力进一步下降。经实验来看, 采用超声振动磨削力技术, 与普通磨削力相比将减少20%~35%左右。

(3) 在同样的切深状态下, 二维超声振动的磨削表面粗超度较低, 与普通的磨削技术相比, 表面粗糙度可降低20%~50%, 而二维振动磨削可有效保障磨削的性能与表面质量。

(4) 超声加工技术的应用, 可有效改善传统加工技术的弊端, 尤其在脆硬材料加工中的应用, 推动材料加工技术的优化发展。

由上可见, 通过超声加工技术在陶瓷加工中的应用, 可有效控制成本, 提高加工效率, 确保工件的良好性能与质量水平。因此, 经大量实验来看, 超声加工技术是一种有效的工程陶瓷加工方法。随着我国在陶瓷材料加工方面的不断探索与研究, 研发了越来越多先进的加工设备、掌握了复合加工方法, 推动工程陶瓷加工技术的成熟发展, 进而为今后工程陶瓷材料的应用拓展空间。

摘要：本文结合超声加工技术原理, 对超声加工技术在陶瓷加工中的应用进行分析, 着重介绍二维超声加工技术的运用, 以更好地保障工程陶瓷加工质量水平。

关键词：超声加工,陶瓷加工,二维超声技术,应用

参考文献

[1]张磊.硬脆材料异形面超声微精加工工艺研究[D].扬州大学, 2010.

[2]冯平法, 郑书友, 张京京.功率超声加工关键技术的研究进展[J].制造技术与机床, 2009 (5) .

[3]赵文凤, 郭钟宁, 唐勇军.新型超声振动结构的研究进展[J].机床与液压, 2010 (15) .

[4]贾宝贤, 王冬生, 赵万生, 等.微细超声加工技术的发展现状与评析[J].电加工与模具, 2006 (4) .

[5]魏星.面向先进性材料的超声加工技术[A].中国电子学会2008年电子机械、微波结构工艺学术会议, 2008.