激光加工在機械製造中的應用

一、激光加工技術特點

激光切割 是集智能與先進於一體，集激光原理、CAD技術和數控技術於一體的現代技術。 激光加工技術的原理是利用激光束的高能量密度性能在材料表面發揮物理作用，使材料表面發生一系列形態變化。 

激光加工技術具有精度高、無污染等優點，是其他製造加工技術無法比擬和超越的。 此外，激光加工技術還融合了電子、材料、工程傳熱等多種學科，具有更高的智能化水平。

與機械製造中的其他加工技術相比，激光加工浪費的材料更少，規模化生產效率更高，對加工材料的適應性更強。 

可用於多種特殊材料的機械製造，也可用於其他傳統加工技術無法達到的新材料，也可採用激光加工技術進行加工。 激光加工技術在機械製造中的主要特點：

• (1)功率大，材料吸收激光熱量後可在短時間內熔化或汽化，即使材料熔點高也能快速改變材料。
• (2)激光頭不會與工件直接接觸，因此不會出現磨損問題。
• (3) 不僅對靜止工件進行加工操作，而且對運動中的工件進行加工，即使材料被其他物體密封。
• (4)在激光加工過程中，激光束由電子計算機控制，可實現激光加工 精密加工 機，自動化程度高。
• (5)激光加工可實現機械化控制，在人工操作困難的環境下可採用機器人代替加工。

2.激光加工在機械製造中的應用

2.1 材料處理

激光加工一般採用熱處理和表面強化技術對材料進行加工。 這兩種技術可以使材料表面迅速升溫，在接近熔點時迅速改變其形貌，從而達到 表面處理. 激光加工技術是傳統熱處理技術的延伸。 經過激光加工，材料具有更強的抗疲勞性和耐腐蝕性。 

使用壽命也得到了延長，材料的各個方面的性能都得到了提高。 激光加工在工件表面的應用，大大提高了材料的物理性能，對提高產品的市場競爭力具有重要意義。

激光技術可以單獨使用，也可以與其他技術結合使用，創造出一種新的材料加工模式。 激光技術與CAD技術的結合，開闢了機械製造材料加工的新領域。 CAD技術利用計算機系統控制設計過程，完成零件造型設計工作，然後利用激光技術按照設計的造型方案進行加工。 用CAD技術創建的零件模型具有準確、直接的特點，可以簡化複雜零件的製造難度。 

如果在設計過程中出現問題，可以隨時修改，以保證產品的完整性。 機械製造對零件本身的要求極其嚴格，對精度的要求也非常嚴格。 一些複雜曲面的加工也比較困難。 CAD技術和激光技術的結合使用，可以輕鬆解決這個問題，降低生產難度，同時縮短研發週期，提高產品生產效率。

沖孔和 沖壓 是材料加工的重要組成部分。 常見的加工孔類型包括油孔、緊固孔、定位孔等，通孔質量對零件性能有顯著影響。 激光加工的鑽孔效果優於傳統機械鑽孔，孔壁更光滑、更圓，如表1所示。激光加工下孔深和孔徑隨時間的變化曲線如圖1所示。 

可以看出，在激光鑽孔過程中，初始階段的孔深和孔徑都有明顯的增加，隨著時間的延長，它們的增加速度都減慢了。 減速的原因是激光散焦能量降低，然後激光熱源轉向材料內部。 此時，激光加工

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