数控激光加工机床是由激光器、光学系统、电源及
数控系统、机械系统及辅助系统组成,是典型的光、机、电一体化设备,运用于汽车、航空、宇航、 电子、机械和轻工等领域,逐渐向复合化加工发展,利用激光加工的“光-热”作用,将材料的加工、热处理、激光
化学等结合起来,形成过去传统加工方法难以实现的微光复合加工技术。
激光束加工是基于激光系统的红外辐射与材料固有热作用而将材料加热、熔化、烧蚀甚至
汽化来进行打孔、切割、焊接以及表面热处理的一种加工方法。激光器将电能转换为光能,产生所需的激光束,通过
透镜将激光聚集成一个极小的光斑照射到被加工表面,能在千分之几秒,甚至更短时间内使某种物质熔化和汽化,达到蚀除加工的目的。
1)当能量密度极高的激光照射在被加工表面时,光能被加工表面吸收并转换成
热能,使照射斑点的局部区城温度迅速升高,瞬时急剧熔化和蒸发,并形成小凹坑。
激光加工机主要由激光器、光学系统、电源及
数控系统、机械系统及辅助系统组成,是典型的光、机、电一体化设备。激光器是影响激光加工能力和质量的主要部件,它的任务是把电能转变成光能,产生所需光束;光学系统将光束聚焦并调焦,将激光器输出的激光束引导到工件上;数控系统根据加工工艺要求,进行电压控制、时间控制等;机械系统包括床身、工作台及辅助系统等。
激光加工中,多数采取固体激光器和气体激光器。固体激光材料有
红宝石,玻璃和掺铝
石榴石(YAG);气体激光材料有CO、氦-和离子等。激光加工常用YAG (只达600W )和CO(可达25kW)激光器。
由于激光加工的功率密度高,可用于加工金属、有机和
无机化合物材料等几乎所有的材料,但是对于透明材料需要采取一些色化和打毛措施,才利于加工;对于铜、铝及其合金等制成的热导率和反射率高的工件,激光加工的效果变差,但YAG激光波长较短,在金属表面上引起反射要比CO激光少。
激光加工,在汽车、航空、宇航、电子、机械和轻工等方面的应用愈来愈广,有向复合化加工发展的趋势,即利用激光加工的“光-热”作用,将材料的加工、热处理、激光
化学等结合起来,形成过去传统加工方法难以实现的微光复合加工技术。激光加工不需要工具,它是非接触加工,加工速度快,
生产率高,打一个小孔的时间约需0.1s,热影响区域小,热变形也小。激光束传递方便,易于控制,便于与机器人、数字控制、自动检测等技术结合,实现自动化加工和构成柔性制造系统,成为迅速发展的一种先进加工技术。