激光加工在机械制造中的应用

一、激光加工技术特点

激光切割 是集智能与先进于一体，集激光原理、CAD技术和数控技术于一体的现代技术。 激光加工技术的原理是利用激光束的高能量密度性能在材料表面发挥物理作用，使材料表面发生一系列形态变化。 

激光加工技术具有精度高、无污染等优点，是其他制造加工技术无法比拟和超越的。 此外，激光加工技术还融合了电子、材料、工程传热等多种学科，具有更高的智能化水平。

与机械制造中的其他加工技术相比，激光加工浪费的材料更少，规模化生产效率更高，对加工材料的适应性更强。 

可用于多种特殊材料的机械制造，对于其他传统加工技术无法达到的新材料，也可采用激光加工技术进行加工。 激光加工技术在机械制造中的主要特点：

• (1)功率大，材料吸收激光热量后可在短时间内熔化或汽化，即使材料熔点高也能快速改变材料。
• (2)激光头不会与工件直接接触，因此不会出现磨损问题。
• (3) 不仅对静止工件进行加工操作，而且对运动中的工件进行加工，即使材料被其他物体密封。
• (4)在激光加工过程中，激光束由电子计算机控制，可实现激光加工 精密加工 机，自动化程度高。
• (5)激光加工可实现机械化控制，在人工操作困难的环境下可采用机器人代替加工。

2.激光加工在机械制造中的应用

2.1 材料处理

激光加工一般采用热处理和表面强化技术对材料进行加工。 这两种技术可以使材料表面迅速升温，在接近熔点时迅速改变其形貌，从而达到 表面处理. 激光加工技术是传统热处理技术的延伸。 经过激光加工，材料具有更强的抗疲劳性和耐腐蚀性。 

使用寿命也得到了延长，材料的各个方面的性能都得到了提高。 激光加工在工件表面的应用，大大提高了材料的物理性能，对提高产品的市场竞争力具有重要意义。

激光技术可以单独使用，也可以与其他技术结合使用，创造出一种新的材料加工模式。 激光技术与CAD技术的结合，开辟了机械制造材料加工的新领域。 CAD技术利用计算机系统控制设计过程，完成零件造型设计工作，然后利用激光技术按照设计的造型方案进行加工。 用CAD技术创建的零件模型具有准确、直接的特点，可以简化复杂零件的制造难度。 

如果在设计过程中出现问题，可以随时修改，以保证产品的完整性。 机械制造对零件本身的要求极其严格，对精度的要求也非常严格。 一些复杂曲面的加工也比较困难。 CAD技术与激光技术的结合使用，可以轻松解决这个问题，降低生产难度，同时缩短研发周期，提高产品生产效率。

冲孔和 冲压 是材料加工的重要组成部分。 常见的加工孔类型包括油孔、紧固孔、定位孔等，通孔质量对零件性能有显着影响。 激光加工的钻孔效果优于传统机械钻孔，孔壁更光滑、更圆，如表1所示。激光加工下孔深和孔径随时间的变化曲线如图1所示。 

可以看出，在激光钻孔过程中，初始阶段的孔深和孔径都有明显的增加，随着时间的延长，它们的增加速度都减慢了。 减速的原因是激光散焦能量降低，然后激光热源转向材料内部。 此时，激光加工

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