第四,五章-2009模具制造技術(shù)-激光、等離子加工

第四章激光加工技術(shù)第五章等離子體加工技術(shù)激光的現(xiàn)狀與歷史激光的原理激光的特性激光及激光器的分類(lèi)激光加工第四章激光加工技術(shù)

（LaserBeamMachining,LBM)今天的激光：激光唱機(jī)；激光防偽；激光照排；激光通訊；激光雕刻；激光保鮮；激光育種；激光醫(yī)療；激光美容；激光加工

激光武器：“珊瑚島上的死光”，太空戰(zhàn)（打衛(wèi)星、打?qū)棧?/p>

4.1.1激光的現(xiàn)狀與歷史激光的歷史1917年愛(ài)因斯坦黑體輻射1954年第一臺(tái)微波激射器湯斯和他的同事（1964年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）1960年第一臺(tái)激光器美國(guó)休斯公司梅曼紅寶石激光器1961年我國(guó)第一臺(tái)激光器中國(guó)科學(xué)院長(zhǎng)春光機(jī)所理論應(yīng)用激光一詞的由來(lái)：

LASER直譯“受激輻射光放大”我國(guó)一開(kāi)始：“光受激發(fā)射”錢(qián)學(xué)森建議：“激光”在我國(guó)臺(tái)灣：音譯“鐳射”4.1.2激光的原理1)光的二象性波動(dòng)性（電磁學(xué)說(shuō)）一定波長(zhǎng)范圍內(nèi)的電磁波波長(zhǎng)：λ=c/v，c=3×1010cm/s

可見(jiàn)光：λ=0.4-0.76μm(紫色-紅色）微粒性（量子學(xué)說(shuō)）具有一定能量、以光速運(yùn)動(dòng)的粒子流光子：具有一定能量的粒子光子的能量：E=hv，h—普朗克常數(shù)激光的原理氫原子的能級(jí)2)原子的發(fā)光躍遷：原子從高能級(jí)低能級(jí)發(fā)光:以光子形式輻射出能量基態(tài)高能態(tài)(壽命短0.01μs)亞穩(wěn)態(tài)(壽命較長(zhǎng)的較高能級(jí))2)原子的發(fā)光兩種輻射方式：自發(fā)輻射：從高能態(tài)自發(fā)躍遷到低能態(tài)受激輻射：入射光—大量激發(fā)態(tài)原子系統(tǒng)—激發(fā)態(tài)原子發(fā)光—與入射光特性一樣—入射光放大3)激光的產(chǎn)生具有亞穩(wěn)態(tài)能級(jí)結(jié)構(gòu)的物質(zhì)產(chǎn)生受激輻射。4.1.3激光的特性1)單色性好

2)方向性好3)能量密度大4)相干性好4.1.4激光及激光器的分類(lèi)工作機(jī)制：氣體、玻璃、晶體、液體、半導(dǎo)體、化學(xué)激發(fā)、準(zhǔn)分子、自由電子等等功能：波長(zhǎng)可調(diào)諧、連續(xù)、單脈沖、連續(xù)脈沖、超短脈沖、高穩(wěn)頻、強(qiáng)脈沖、參量振蕩、倍頻、調(diào)0、鎖模、高功率等激發(fā)機(jī)制：光泵、氣體放電、化學(xué)能激勵(lì)和氣體動(dòng)力等等波長(zhǎng)：遠(yuǎn)紅外、紅外、可見(jiàn)、紫外、軟調(diào)射線激光。4.1.5激光加工1）激光加工特點(diǎn)：非接觸加工，“光刀”，無(wú)“刀具”磨損，無(wú)“切削力”作用于工件可對(duì)多種金屬、非金屬加工，特別是高硬度、高脆性及高熔點(diǎn)材料與數(shù)控系統(tǒng)配合組成激光加工中心，實(shí)現(xiàn)多種加工目的激光束能量密度高，是局部加工，加工速度快，生產(chǎn)效率高，熱影響區(qū)小，工件變形小，后續(xù)加工量小光斑大小和功率可調(diào)，可進(jìn)行微細(xì)加工重復(fù)精度不易保證、造價(jià)高、嬌氣2）激光加工設(shè)備組成：激光器、激光電源、光學(xué)系統(tǒng)、

機(jī)械系統(tǒng)激光切割技術(shù)激光打孔技術(shù)激光打標(biāo)技術(shù)激光焊接技術(shù)3）激光加工工藝及應(yīng)用激光切割技術(shù):機(jī)床激光切割技術(shù):樣件(1)激光切割技術(shù):樣件(2)激光切割技術(shù):樣件(3)激光精密切割技術(shù):樣件(1)精密切割：心血管支架的切割，梁寬度80μm激光精密切割技術(shù):樣件(2)精密切割：Φ6鋼板切割150個(gè)齒，最小齒寬度可達(dá)100μm激光打孔技術(shù):樣件(1)激光打孔技術(shù):樣件(2)精密打孔：鋼板打孔，孔徑10μm激光打孔技術(shù):樣件(3)精密打孔：電子元件打孔，孔徑10μm激光打標(biāo)技術(shù)：樣件(3)激光焊接技術(shù):過(guò)程激光焊接技術(shù):樣件激光焊接技術(shù):視頻激光焊接激光加工在模具制造中的應(yīng)用

以德瑪吉公司機(jī)床為例12,5激光束傾斜角20°左右垂直側(cè)壁寬度/深度

比例1:2.5DML40100mmDML40S/SI60mm激光束最大可加工深度印章玩具火車(chē)的制造模具凹/凸雕刻眼鏡架模具紀(jì)念章印章螺釘頭部沖模模具清根及刻字沖?？套趾辖鸬镀瑳_模加工微雕珠寶制造工具珠寶制造工具鈦合金加工鈦合金加工合金刀具加工用于粘結(jié)PKD/CBN刀片陶瓷片加工厚度0.61mm加工電極電纜外皮印字工具電纜外皮印字工具電子元器件---開(kāi)關(guān)模具繞線輪材料:鐵汽車(chē)徽標(biāo)印章紐扣制造用沖模紀(jì)念章微型開(kāi)關(guān)模具紐扣模具沖模手機(jī)插頭模具－用于半導(dǎo)體行業(yè)電子開(kāi)關(guān)模具表殼模具鎖扣模具眼鏡架模具SIM卡夾持件模具商標(biāo)網(wǎng)格印章鑰匙沖模Varioustestpieces開(kāi)關(guān)模具龍頭過(guò)濾網(wǎng)合金刀片刀夾銷(xiāo)釘模具微型沖模?=2,2mmT=0,5mm電子元件模具20x20x4,2mm空氣軸承第五章等離子體弧加工技術(shù)

(PlasmaArcMachining,PAM)等離子體概念等離子弧產(chǎn)生等離子弧特點(diǎn)等離子弧種類(lèi)等離子體弧加工5.1.1等離子體概念顧名思義：離子數(shù)目相等定義：高溫電離氣體，氣體原子或分子高溫下獲得能量電離后，離解成帶正電荷的離子和帶負(fù)電荷的自由電子所組成，整體的正負(fù)離子數(shù)目和電荷數(shù)目仍相等。物質(zhì)存在的第四態(tài)：

等離子體5.1.2等離子弧產(chǎn)生機(jī)械壓縮效應(yīng)熱收縮效應(yīng)磁收縮效應(yīng)高溫：

11000℃--28000℃高速：800—1000m/s5.1.3等離子弧特點(diǎn)溫度高、能量集中(5000~28000℃)電弧的方向性好（剛性）較好的穩(wěn)定性和可控性有雙弧現(xiàn)象，影響加工精度設(shè)備費(fèi)用較激光低轉(zhuǎn)移弧非轉(zhuǎn)移弧聯(lián)合弧5.1.4等離子弧種類(lèi)5.1.5

等離子體弧加工等離子體弧切割等離子體弧噴涂等離子體弧焊接等離子體弧彎板

等離子體弧電源