激光加工工艺简明介绍

CO2 激光切割工业应用及其关键技术CO2激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。

一、引言

CO2激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料表面使材料熔化,同时用与激光束同轴的辅助气体吹走被熔化的材料,并使激光束与材料沿一定轨迹作相对运动,从而形成一定形状的切缝。从二十世纪七十年代以来随着CO2激光器及数控技术的不断完善和发展,目前已成为工业上板材切割的一种先进的加工方法。在五、六十年代作为板材下料切割的主要方法中：对于中厚板采用氧乙炔火焰切割；对于薄板采用剪床下料,成形复杂零件大批量的采用冲压,单件的采用振动剪。七十年代后,为了改善和提高火焰切割的切口质量,又推广了氧乙烷精密火焰切割和等离子切割。为了减少大型冲压模具的制造周期,又发展了数控步冲与电加工技术。各种切割下料方法都有其有缺点,在工业生产中有一定的适用范围。

CO2激光切割技术比其他方法的明显优点是：

（1）切割质量好。切口宽度窄（一般为0.1--0.5mm）、精度高（一般孔中心距误差0.1--0.4mm,轮廓尺寸误差0.1--0.5mm）、切口表面粗糙度好（一般Ra为12.5--25μm）,切缝一般不需要再加工即可焊接（2）切割速度快。例如采用2KW激光功率,8mm厚的碳钢切割速度

为1.6m/min；2mm厚的不锈钢切割速度为3.5m/min,热影响区小,变形极小。

（3）清洁、安全、无污染。大大改善了操作人员的工作环境。当然就精度和切口表面粗糙度而言,CO2激光切割不可能超过电加工；就切割厚度而言难以达到火焰和等离子切割的水平。但是就以上显著的优点足以证明：CO2激光切割已经和正在取代一部分传统的切割工艺方法,特别是各种非金属材料的切割。它是发展迅速,应用日益广泛的一种先进加工方法。

九十年代以来,由于我国社会主义市场经济的发展,企业间竞争激烈,每个企业必须根据自身条件正确选择某些先进制造技术以提高产品质量和生产效率。因此CO2激光切割技术在我国获得了较快的发展。

二、CO2激光切割的工业应用

世界第一台CO2激光切割机是二十世纪七十年代的诞生的。三十多年来,由于应用领域的不断扩大,CO2激光切割机不断改进,目前国际国内

已有多家企业从事生产各种CO2激光切割机以满足市场的需求,有二维平板切割机、

三、CO2激光切割的几项关键技术是光、机、电一体化的综合技术。

激光束的参数、机器与数控系统的性能和精度都直接影响激光切割的效率和质量。特别是对于切割精度较高或厚度较大的零件,必须掌握和解决以下几项关键技术：

1、焦点位置控制技术：

激光切割的优点之一是光束的能量密度高,一般>100W/cm2。由于能量密度与4/πd2成正比,所以焦点光斑直径尽可能的小,以便产生一窄的切缝；同时焦点光斑直径还和透镜的焦深成正比。聚焦透镜焦深越小,焦点光斑直径就越小。但切割有飞溅,透镜离工件太近容易将透镜损坏,因此一般大功率CO2激光切割工业应用中广泛采用5〃~7.5〃的焦距。实际焦点光斑直径在0.1~0.4mm之间。对于高质量的切割,有效焦深还和透镜直径及被切材料有关。例如用5〃的透镜切碳钢,焦深为焦距的+2%范围内,即5mm 左右。因此控制焦点相对于被切材料表面的位置十分重要。顾虑到切割质量、切割速度等因素原则上<6mm的金属材料,焦点在表面上；>6mm的碳钢,焦点在表面之上；不锈钢,焦点在表面之下。具体尺寸由实验确定。

2.切割穿孔技术：

任何一种热切割技术,除少数情况可以从板边缘开始外,一般都必须在板上穿一小孔。早先在激光冲压复合机上是用冲头先冲出一孔,然后再用激光从小孔处开始进行切割。对于没有冲压装置的激光切割机有两种穿孔的基本方法：

（1）爆破穿孔：(Blast drilling)

材料经连续激光的照射后在中心形成一凹坑,然后由与激光束同轴的氧流很快将熔融材料去除形成一孔。一般孔的大小与板厚有关,爆破穿孔平均直径为板厚的一半,因此爆破穿孔孔径较大,且不圆,不宜在要求较高的零件上使用（如石油筛缝管）。此外由于穿孔所用的氧气压力与切割时相同,飞溅较大。一般碳钢板大于12MM采用

（2）脉冲穿孔：（Pulse drilling）

采用高峰值功率的脉冲激光使少量材料熔化或汽化,常用氧气作为辅助气体,以减少因放热氧化使孔扩展,气体压力较切割时的氧气压力小。每个脉冲激光只产生小的微粒喷射,逐步深入,因此厚板穿孔时间需要几秒钟。一旦穿孔完成,立即将辅助气体换成氧气进行切割。这样穿孔直径较小,其穿孔质量优于爆破穿孔。为此所使用的激光器不但应具有较高的输出功率；更重要的时光束的时间和空间特性,因此一般横流CO2激光器不能适应激光切割的要求。此外脉冲穿孔还须要有较可靠的气路控制系统,以实现气体种类、气体压力的切换及穿孔时间的控制。

在采用脉冲穿孔的情况下,为了获得高质量的切口,从工件静止时的脉冲穿孔到工件等速连续切割的过渡技术应以重视。从理论上讲通常可改变加速段的切割条件：如焦距、喷嘴位置、气体压力等,但实际上由于时间太短改变以上条件的可能性不大。在工业生产中主要采用改变激光平均功率的办法比较现实,具体方法有以下三种：（1）改变脉冲宽度；（2）改变脉冲频率；（3）同时改变脉冲宽度和频率。实际结果表明,第（3）种效果最好。

切割质量

一旦开始进行切割，优化切割效果是很有必要的。这里只提供给初学者一些基本的指导。判断切割质量依赖于操作者的经验，但你可以很快知道一些有关的标记。

有四个主要的影响切割质量的因素，他们在切割的过程中可以进行调整，经常重新设置参数是很正常的。

1.切割速度用切割速度旋钮调整机器的实际的切割速度；程序中的进

给率大多数是根据编程者推测的近似值。通常情况下，最佳的速度依赖于工件的厚度（原材料的厚度）。对很多材料来说，允许切割速在一定范围内变化：如果速度太快，可能穿不透材料（切割产生的废渣将会向上飞溅，而不从工件的下面漏出。）如果切割速度太慢，材料会出现过热，在切割区附近将会出现不可接受的热影响区。

2.聚焦高度聚焦高度电位计可以精细的调整切割喷嘴到工件表面的

距离。在绝大多数情况下，光束的焦点应该正好在喷嘴下，刚好在工件的表面或稍下面一点的位置。一般情况下，喷嘴离工件表面大约1毫米。

焦点的最好位置应该根据透镜的热效应稍微有所变动，最佳位置还依赖于材料的性质（如材料对激光的反射率）；所以你应该时不时的对这些参数作一些微小的调整。在聚焦高度做优化后，切割的宽度将会最小，效率最高，在保证切割质量的前提下允许的切割速度也最大。

3.辅助气体辅助气体的气压在切割的过程中，对切割的结果也有显

著影响。辅助气体必须要有足够的压力以便能够彻底清出切割产生的废渣，一般在切割厚一点的工件时气压要减小一点。粘到工件上的残渣将

会破坏切割边缘。相反，过多的气流会引起过反应（特别是氧气作辅助气体的金属切割），不管怎么样都会引起浪费。在切割塑料制品时，小于25千帕斯卡的气压可以防止在切割边缘结成不光泽表面。但是，必须保证有一定的气流带走透镜的热量，以保护透镜不被污染（被烟气等污染），并避免只是对材料进行加热或烧蚀而不切割。

辅气选择和气压设定

安装与聚焦光束同轴的辅气是用来保护透镜和对材料去除处理起辅助作用的。也就是说，压缩气体或惰性气体是用来使非铁性材料在切割过程中去除熔化和蒸发材料并尽量减少燃烧发生的可能性。对大多数铁性材料的切割，可采用活性气体来加速热反应过程。

此外，对气体的不同种类还需仔细考虑其压力大小。高速切割薄板材料时喷气嘴采用的典型压力值为150－300kPa，用来防止在切割面背面形成熔渣。如果材料厚度增加或是加工速度减小则吹气压也随之减小。这是由于随着材料的增厚，功率增加，切割点的多余热量增加，大量的热伴随着大量的氧气则会形成热反应，造成失控或燃烧或材料中出现吹洞。切割12mm 厚的铁板通常仅需40－60kPa。

下面给出了某些材料切割时所采用的辅气例子：

含碳钢氧气

镀碳钢氧气或空气

不锈钢氧气或高压氮气

塑料空气

木材空气

钛氩气

4.激光功率激光功率很显然会影响切割效果，同时它在一定程度上

依赖与切割的速度，影响切割材料的能力（取决于厚度）。实际上，通常设置成最大功率，但是你应该考虑激光光束的模式质量（它的横截面的能量分布情况），它会随着功率的增加而变差。有时焦点上功率密度最高的时候，激光功率并不一定最高。采用保守一些的设置可能会取得最好的切割效果。激光器特性并不会一直不变，而是会由于激光器的使用寿命，光学部件的状况和激光气体的混合比和流量，而影响光束的模式。

如果在某一阶段，切割质量显著变坏，首先要检查上述的参数，其它的引起切割质量变坏的因素通常都是微不足道的。

1.清洗透镜：透镜上的污染物的积累将会导致透镜的过热，产生一个模糊

的焦点（当然也会危害透镜本身）。

A透镜的选择

与Farley Laser Lab系列产品配套的推荐透镜为硒化锌制成且其两面均镀特殊的增透膜。

由激光器发出的原始激光通过透镜后会聚到焦点再向周围发散(参见图47)。

透镜的选择

一套性能良好的透镜会将一无发散角的光束聚焦成无限小的光斑。但由于批量生产问题，透镜的光学质量不可能完好，而激光束存在一定的发散角，因此聚焦光斑有一定尺寸，此尺寸正比于透镜焦距和激光光束的发散角。

2.5英寸焦距的透镜得到的光斑比5.0英寸焦距的透镜小，因此可获得较高的功率密度，但其焦深比较小，因此透镜的焦距的选择取决于预切割材料的厚度和类型。

一般来讲，5.0英寸焦距的透镜可适用于各种用途，而2.5英寸焦距的透镜则仅用于切割很薄的材料或是切割速度要求较高时。

7.5英寸透镜仅用于切割厚材（碳钢板>10mm和不锈钢），此时要求厚木板的切割边缘要非常平直。

2.喷嘴的完整性：如果喷嘴孔不是一个规则的环形或者部分被堵塞（通常

是由金属屑的飞溅物引起的），将会引起辅助气体的扰动，切割性能明

显改变。

3.喷嘴/光束的调整：聚焦光束必须要与喷嘴孔同轴，否则，激光光束将

会被喷嘴挡住一部分。透镜的侧向位置由调节旋钮（在切割头的下部分）来调整，它是镜头安装模块。该调节旋钮作用于透镜上.

4.外部光路调整：各式各样的光束传输镜（激光器以外的）需要经常进行

调整。当切割头在工作区移动时，激光光束必须通过透镜的中心。如果不做好外部传输镜的清洁工作或者冷却，可能会引起光学器件发热，导致光学系统偏离方向。

5.激光光束的模式质量：激光模式的改变和激光器功率的改变都会给切割

质量造成影响。你可以在必要的时候对激光器的内部光路进行调整。可以寻找一些简单的方法，例如，改变激光器辅助气体的混合率。参见激光器产品说明手册。

程序解析：

一般用编程软件生成的程序都是MPF格式的。下面就程序的大概意思进行解释。

MATERIAL="stainless steel" 材质

THICKNESS=4.00 材料的厚度

CLASS="standard" 等级

QUALITY="standard" 质量

CUSTOMER="aluminium"

ORDER="aluminium"

PARTNUMBER="aluminium"

DATEOFPROCESSING=""

TIMEOFPROCESSING="Wed Feb 25 14:06:24 2009"

QTY=45

ESTIMATEDCUTTIME=1234

STARTCNC 设定用户零点坐标

METRIC

G90 走刀路径是采用绝对值的形式SHUTTEROPEN 光闸打开

GOTOF "N"<

N1 R70=1 第一个加工位置

G00 X0.00 Y0.00 以G0的速度快速定位

BEAMON 调用专家数据库的子程序

G41 刀具补偿（左刀补）

G01 X0.00 Y5.58 直线插补（进行直线切割）

G02 X-2.23 Y6.79 I2.36 J7.03 顺时针圆弧插补（切割顺时针的圆或圆弧）G02 X-3.85 Y8.38 I13.89 J15.68

G02 X-5.91 Y11.15 I12.56 J11.51

G02 X-7.12 Y13.51 I19.88 J11.69

G02 X-8.30 Y16.41 I58.72 J25.63

G01 X-11.00 Y16.41

G03 X-11.38 Y15.88 I0.00 J-0.40 逆时针圆弧插补（逆时针圆或圆弧切割）G01 X-6.48 Y1.69

G03 X-4.94 Y-1.44 I11.48 J3.70

G03 X-2.83 Y-3.65 I7.76 J5.32

G03 X0.05 Y-4.97 I4.66 J6.34

G03 X2.27 Y-5.20 I2.00 J8.43

G01 X52.70 Y-4.91

G03 X63.70 Y-1.94 I-0.13 J22.37

G03 X63.67 Y2.65 I-1.31 J2.29

G03 X52.63 Y5.49 I-10.92 J-19.58

G01 X2.21 Y5.20

G02 X0.00 Y5.58 I0.15 J7.41

G01 X0.00 Y5.10

BEAMOFF 关闭专家数据库子程序

G40 取消刀具补偿

SHUTTERCLOSE 光闸关闭

RETRACT 切割头回缩

M2 程序结束

以上图示为简单的程序编制方法图。

定位或插补的线段或圆弧后面的X、Y坐标值都是该直线或圆弧的终点坐标。

上面的程序为：G03 X0Y300 I-212.13 J212.76

程序中I和J是通过圆弧的起点指向圆心后，以圆心为新的零点建立新的坐标系，该矢量值在新坐标系X、Y的分量所得，符号是以该分量的矢量方向来确定，以坐标方向一致的置正值，相反则置负值。

数控车床加工工艺分析

数控车床加工工艺分析 摘要：随着数控加工的日益成熟越来越多的零件产品都用数控机床来加工,因此如何改进数控加工的工艺问题就越来越重要。在数控机床上由于机床空间及机床的其他局限了数控加工的灵活性，这样就要求我们要懂得如何改进加工工艺，提高数控机床的应用范围和加工性能。从而达到提高生产效率和产品质量。 关键词：数控加工加工工艺薄壁套管、护轴 前言：数控加工作为一种高效率高精度的生产方式，尤其是形状复杂精度要求很高的模具制造行业，以及成批大量生产的零件。因此数控加工在航空业、电子行业还有其他各行业都广泛应用。然而在数控加工从零件图纸到做出合格的零件需要有一个比较严谨的工艺过程，必须合理安排加工工艺才能快速准确的加工出合格的零件来，否则不但浪费大量的时间，而且还增加劳动者的劳动强度，甚至还会加工出废品来。下面我将结合某一生产实例对数控加工的工艺进行分析。以便帮助大家进一步了解数控加工，对实际加工起到帮助作用。 一般数控机床的加工工艺和普通机床的加工工艺是大同小异的，只是数控机床能够通过程序自动完成普通机床的加工动作，减轻了劳动者的劳动强度，同时能比较精准的加工出合格的零件。由于数控加工整个加工过程都是自动完成的，因此要求我们在加工零件之前就必须把整个加工过程有一个比较合理的安排，其中不能出任何的差错，

否则就会产生严重的后果。 1、1 零件图样分析 因为薄壁加工比较困难，尤其是内孔的加工，由于在切削过程中，薄壁受切削力的作用，容易产生变形。从而导致出现椭圆或中间小，两头大的“腰形”现象。另外薄壁套管由于加工时散热性差，极易产生热变形，使尺寸和形位误差。达不到图纸要求，需解决的重要问题，是如何减小切削力对工件变形的影响。薄壁零件的加工是车削中比较棘手的问题，原因是薄壁零件刚性差，强度弱，在加工中极容易变形，使零件的形位误差增大，不易保证零件的加工质量。可利用数控车床高加工精度及高生产效率的特点，并充分地考虑工艺问题对零件加工质量的影响，为此对工件的装夹、刀具几何参数、程序的编制等方面进行试验，有效地克服薄壁零件加工过程中出现的变形，保证了加工精度,为今后更好的加工薄壁零件提供了好的依据及借鉴。 无论用什么形式加工零件，首先都必须从查看零件图开始。由图看见该薄壁零件加工，容易产生变形，这里不仅装夹不方便，而且所要加工的部位也那难以加工，需要设计一专用薄壁套管、护轴。

零件的数控加工工艺分析

三．零件的数控加工工艺分析 （一）数控加工的基础知识 1．概述零件的数控加工过程 在数控机床上加工零件时，首先要将被加工零件图上的几何信息和工艺信息数字化。先根据零件加工图样的要求确定零件加工的工艺过程、工艺参数、刀具参数，再按数控机床规定采用的代码和程序格式，将与加工零件有关的信息如工件的尺寸、刀具运动中心轨迹、位移量、切削参数(主轴转速、切削进给量、背吃刀量)以及辅助操作(换刀、主轴的正转与反转、切削液的开与关)等编制成数控加工程序，然后将程序输入到数控装置中，经数控装置分析处理后，发出指令控制机床进行自动加工。 数控车床工作过程：如图所示。数控车床工作大致分为下面几个步骤： 1）根据零件图要求的加工技术内容，进行数值计算、工艺处理和程序设计。 2）将数控程序按数控车床规定的程序格式编制出来，并以代码的形式完整记录在存储介质上，通过输入（手工、计算机传输等）方式，将加工程序的内容输送到数控装置。 3）由数控系统接收来的数控程序（NC代码），NC代码是由编程人员在CAM软件上生成或手工编制的，它是一个文本数据，表现比较直观，较容易地被编程人员直接理解，但却无法为软件直接利用。 4）根据X、Z等运动方向的电脉冲信号由伺服系统处理并驱动机床的运动结构（主轴电动机、进给电动机等）动作，使机床自动完成相应零件的加工。 2．切削加工必须具备的两种运动 1）主运动：主运动是切除工件多余金属层，形成工件新表面的必要运动。它是由机床提供的主要运动。主运动的特点是速度最高，消耗功率最多。切削加工中只有一个主运动，它可由工件完成，也可由刀具完成。如车削时工件的旋转运动、铣削和钻削时和钻头的旋转运动等都是主运动。 2）进给运动：进给运动是把切削金属层间断或连续投入切削的一种运动，与主运动相配合即可 不断切削金属层，获得所需的表面。进给运动的特点是速度小、消耗功率少。切削加工中进给运动可以是一个、两个或多个。它可以是连续的运动，如车削外圆时，

数控加工工艺的分析和处理

数控加工工艺的分析和处理 姓名： 专业：机械加工与自动化 班级：

前言： 数控加工作为一种先进的加工方法, 被广泛地用于航空工业、舰船工业以及电子工业等高精度、复杂零件的加工生产。在数控加工中，影响数控加工质量的因素很多，即工艺系统中的各组成部分，包括机床、刀具、夹具的制造误差、安装误差以及刀具使用中的磨损等都直接影响工件的加工精度。也就是说，在加工过程中整个工艺系统会产生各种误差，从而改变刀具和工件在切削运动过程中的相互位置关系而影响零件的加工精度及质量。

摘要 从加工工艺角度论述了提高数控加工精度，表面加工质量的解决措施，只在提高数控加工质量，利于更高效的使用数控机床，提高数控车床质量，第一要合理考虑工艺因素；第二要掌握数控车床的三大操作技巧，即一刀多尖、刀具圆弧半径补偿和刀具磨损参数的有效运用。 浅谈提高数控车床加工质量的措施 一：机床的合理选择 数控加工在中国制造业中已经有了较长的使用时间，虽然有严格的数控机床操作规范、良好的机床维护保养，但是其本身的精度损失是不可避免的。为了控制产品的加工质量，我们定期对数控设备进行检测维修，明确每台设备的加工精度，明确每台设备的加工任务。对于大批量成批生产的零件加工工厂，应严格区分粗、精加工的设备使用，因为粗加工时追求的是高速度、高的去除率、低的加工精度，精加工则相反，要求高的加工精度。而粗加工时对设备的精度损害是最严重的，因此我们将使用年限较长、精度最差的设备定为专用的粗加工设备，新设备和精度好的设备定为精加工设备，做到对现有设备资源的合理搭配、明确分工，将机床对加工质量的影响降到了最低，同时又保护了昂贵的数控设备，延长了设备的寿命。 二：图纸分析 1确定正确的加工工艺方案 （1）合理实际切入切出路线。在数控机床上加工零件时，为减少接到痕迹，保证轮廓的表面质量，对刀具的切入和切除的程序要仔细设计。刀具 的切入切点要沿零件周边外延，以保证工件的轮廓光滑，如刀具沿零 件轮廓直接垂直切入零件，将在零件的外形上留下明显的痕迹，刀具 要沿零件轮廓的法线切入和切除。在轮廓加工过程中应避免进给停顿， 否则由于切削力的变化也会产生刀痕，刀具切入过程一般需要采取较 小的进给速度，为提高切削效率。切入时从一个切削层换到另一个切 削层，比切除后在突然切入好，这样可以保证恒定的切削参数，包括 切削速度，进给量与切削速度的一致性，要尽量的提高毛培的成型精 度，使表面加工余量均匀。 （2）例如

数控铣削加工工艺分析

目录 一、零件图的工艺分析 二、零件设备的选择 三、确定零件的定位基准和装夹方式 四、确定加工顺序及进给路线 五、刀具选择 六、切削用量选择 七、填写数控加工工艺文件

1、如图1所示，材料为45钢，单件生产，毛坯尺寸为 84mm×84mm×22mm），试对该零件的顶面和内外轮廓进行数控铣削加工工艺分析。 图1带型腔的凸台零件图 一零件图的工艺分析 1、图形分析 （1）分析零件图是否完整、正确，零件的视图是否正确、清楚，尺寸、公差、表面粗糙度及有关技术要求是否齐全、明确。从上图可以看出该零件图的尺寸符合了这一要求。 （2）分析零件的技术要求，包括尺寸精度、形位公差、表面粗糙度及热处理是否合理。过高的要求会增加加工难度，提高成本；过低的技术要求会影响工作性能，两者都是不允许的。上图的精度为IT8级，技术要求和尺寸精度都能满足加工要求。 （3）该零件图上的尺寸标注既满足了设计要求，又便于加工，各图形几何要素间的相互关系（相切、相交、垂直和平行）比较明确，条件充分，并且采用了集中标注的方法，满足了设计基准、工艺基准与编程原点的统一。因此该图的尺寸标注符合了数控加工的特点。 2、零件材料分析 由题目提供，材料为45钢。 3、精度分析

该零件最高精度等级为IT8级，所以表面粗糙度均为Ra3.2um。加工时不宜产生震荡。如果定位不好可能会导致表面粗糙度，加工精度难以达到要求。 4、结构分析 从图1上可以看出，带型腔的凸轮零件主要由圆弧和直线组成，该零件的加工内容主要有平面、轮廓、凸台、型腔、铰孔。需要粗精铣上下表面外轮廓内轮廓凸台内腔及铰孔等加工工序。 二、选择设备 由该零件外形和材料等条件，选用XK713A数控铣床。 三、确定零件的定位基准和装夹方式 由零件图可得，以零件的下端面为定位基准，加工上表面。把零件竖放加工外轮廓。 零件的装夹方式采用机用台虎钳。 四、确定加工顺序及进给路线 1、确定加工顺序 加工顺序的拟定按照基面先行，先粗后精的原则确定，因此先加工零件的外轮廓表面，加工上下表面，接着粗铣型腔，再加工孔，按照顺序再精铣一遍即可。 加工圆弧时，应沿圆弧切向切入。 2、进给路线

研究方向---飞秒激光微加工技术

飞秒激光微加工技术国内外的研究现状 超短、超强和高聚焦能力是飞秒激光的3大特点。飞秒激光脉宽可短至4 fs(1 fs=10-15 s)以内…，峰值功率高达拍瓦量级(1 Pw=1015w)聚焦功率密度达到1020-1022 W／cm2。飞秒激光可以将其能量全部、快速、准确地集中在限定的作用区域，实现对玻璃、陶瓷、半导体、塑料、聚合物、树脂等材料的微纳尺寸加工，具有其它激光加工无法比拟的优势：①耗能低，无热熔区，"冷"加工；②可加工的材料广泛：从金属到非金属再到生物细胞组织，甚至是细胞内的线粒体；③高精度、高质量、高分辨率，加工区域可小于焦斑尺寸，突破衍射极限； ④对环境没有特殊要求，无污染。飞秒激光微加工是当今世界激光、光电行业中极为引人注目的前沿研究方向。世界各国学者在飞秒激光与材料相互作用机理研究方面已取得重大的进展，开发出以钛宝石激光器为主的飞秒激光微加工系统，开展了飞秒激光微纳加工的工艺研究，促进了多学科的融合，推动着飞秒激光微纳加工技术向着低成本、高可靠性、多用途、产业化的方向发展。飞秒激光微加工技术将在超高速光通讯、强场科学、纳米科学、生物医学等领域具有广泛的应用和潜在的市场前景。本文旨在综述飞秒激光微加工技术国内外的研究状况，介绍飞秒激光微加工的重要应用，展望其今后的发展趋势。 1 国内外飞秒激光微加工技术研究状况 1．1飞秒激光微加工基础理论的研究 飞秒激光加工机理的研究、试验大多是探索陛的，多与长脉冲情形相比较而确定飞秒激光的烧蚀特性，在一定程度上解释了飞秒激光与物质相互作用的物理本质。目前理论研究较系统的材料有金属和透明介质。 (1)金属前苏联Anisimov SI等人于1975年第一次提出了超短脉冲烧蚀金属材料的双温模型。该模型从一维非稳态热传导方程出发，考虑到超短脉冲作用时，存在光子与电子、电子与晶格两种不同的相互作用过程，列出了电子与晶格的温度变化微分方程，即双温方程。一些学者以该模型为基础，在不同的激光脉宽下对双温方程进行约化，求得解析解"-。发现当激光脉宽远远小于晶格的受热时间时，烧蚀时间不依赖于激光脉宽。试验得到的金属铜材料的烧蚀速率与双温模型基本一致。1999 年，Falkovsky L A和Mishchenko E G基于玻尔兹曼方程和费米狄拉克配分函数提出热电子爆炸模型来描述金属材料中的超快形变。2002年，chen J K等人综合双温模型及电子爆炸模型，假定单轴应变三维高压条件，提出了一系列相关联的瞬时热弹性变形方程。数值结果表明，超短激光脉冲烧蚀过程中，非熔融态损伤占支配地位，这种非熔融态损伤的主要动力来源于热电子爆炸力。 (2)透明介质1990年，Hand D P和RusseU P St J根据K-K(Kmmers-Kronig)因果关系提

飞秒激光超微细加工技术简介

飞秒激光超微细加工技术简介 摘要：本文首先简单地介绍了飞秒激光和超微细加工技术飞秒激光加工技术的技术背景，然后较为详细地介绍了飞秒激光超微细加 工技术及其特点与应用，结合飞秒激光超微细加工技术的特点 将其与其它的微机械加工技术进行了比较，最后分析飞秒激光 超微细加工技术的发展趋势和应用前景。 关键词：飞秒激光超微细加工技术飞秒激光超微细加工 Femtosecond laser micro machining technology Introduction Abstract: This paper first briefly describes the technical background of the femtosecond laser and micro machining technology and femtosecond laser micro machining technology, then a more detailed description the femtosecond laser micro machining technology and its features and applications, combined with the femtosecond laser micro machining technology will be characterized by with other micro-machining technology, the final analysis of the femtosecond laser micro machining technology trends and application prospects. Keywords:femtosecond laser micro machining technology femtosecond laser ultra-fine processing 0引言 激光（Laser,即Light Amplification by stimulated Emission of Radiation的缩写），意思是利用辐射受激得到的加强光，激光加工（Laser Beam Machining）就是把激光的方向性好和输出功率高的特性应用到材料的加工领域中去。【1】用聚焦的方法，把激光束汇聚在面积很小的一个区域，从而在该区域提供足够的热量使该区域的材料荣华或者气化从而达到机械加工的目的，显然激光加工是一种非接触式的加工，可以用于各种材料的微细加工。知道了什么是激光加工，那么飞秒激光超微细加工和普通的激光加工又有什么区别呢？

数控加工工艺规程编制与实施2

江苏开放大学 形成性考核作业 学号2015050000143 姓名吴畏 课程代码 110045 课程名称数控加工工艺规程编制与实施评阅教师 第 2 次任务 共 4 次任务 江苏开放大学

任务内容： 一、选择题（每题2分，共30分） 1、切削刃形状复杂的刀具宜采用（ D ）材料制造较合适。 （A）硬质合金（B）人造金刚石（C）陶瓷（D）高速钢 2、YG类硬质合金主要用于加工（A）材料 （A）铸铁和有色金属（B）合金钢（C）不锈钢和高硬度钢（D）工具钢和淬火钢 3、刀具材料在高温下能够保持较高硬度的性能称为（B ）。 （A）硬度（B）红硬性（C）耐磨性（D）韧性和硬度 4、JT/BT/ST刀柄柄部锥度为（ A ）。 （A）7：24；（B）1：10；（C）1：5；（D）1：12 5、过定位是指定位时，工件的同一（B）被多个定位元件重复限制的定位方式。 （A）平面（B）自由度（C）圆柱面（D）方向 6、若工件采取一面两销定位，限制的自由度数目为（ A ） （A）六个（B）二个（C）三个（D）四个 7、在磨一个轴套时，先以内孔为基准磨外圆，再以外圆为基准磨内孔，这是遵循（ D ）的原则。 （A）基准重合（B）基准统一（C）自为基准（D）互为基准 8、采用短圆柱芯轴定位，可限制（ D ）个自由度。 （A）二（B）三（C）四（D）一 9、在下列内容中，不属于工艺基准的是（ D ）。 （A）定位基准（B）测量基准（C）装配基准（D）设计基准 10、（ B ）夹紧机构不仅结构简单，容易制造，而且自锁性能好，夹紧力大，是夹具上用得最多的一种夹紧机构。 （A）斜楔形（B）螺旋（C）偏心（D）铰链 11、精基准是用（ D ）作为定位基准面。 （A）未加工表面（B）复杂表面（C）切削量小的（D）加工后的表面 12、夹紧力的方向应尽量垂直于主要定位基准面，同时应尽量与（ D ）方向一致。 （A）退刀（B）振动（C）换刀（D）切削 13、通常夹具的制造误差应是工件在该工序中允许误差的（ C ）。 （A）1~3倍（B）1/10~1/100 （C）1/3~1/5 （D）同等值 14、铣床上用的分度头和各种虎钳都是（ B ）夹具。

典型零件数控加工工艺分析及编程

典型零件数控加工工艺分析及编程 姓名： 班级： 学号： 指导老师： （单位：江苏省盐城技师学院邮编：224002） 2009-4-10

典型零件数控加工工艺分析及编程 【摘要】针对典型零件选择机床、夹具、刀具及量具，拟定加工工艺路线、切削用量等，编写数控加工的程序。 【关键词】工艺编程 一、数控加工工艺路线的设计 工艺路线是指零件加工所经过的整个路线，也就是列出工序名称的简略工艺过程。工艺路线的拟定是制订工艺规程的重要内容，其主要任务是选择各个表面的加工方法，确定各个表面的加工顺序及整个工艺过程的工序数目和工序内容。 数控加工工艺路线的设计与通用机床加工工艺路线的设计的主要区别在于它往往不是只从毛坯到成品的整个过程，而仅是几道数控加工工序工艺过程的具体描述。因此在工艺路线设计中一定要注意到，由于数控加工工序一般都穿插于零件加工的整个工艺过程中，因而要与其它加工工艺衔接好。 ⒈工序的划分 根据数控加工的特点，数控加工工序的划分一般可按下列方法进行： ⑴以一次安装、加工作为一道工序。这种方法适合于加工内容较少的零件，加工完后就能达到待检状态。 ⑵以同一把刀具加工的内容划分工序。有些零件虽然能再一次安装加工中加工很多代加工表面，但考虑到程序太长，会受到某些限制（主要是内存容量），机床连续工作时间的限制（如一道工序在一个工作班内不能结束）等，此外，程序太长会增加出错与检索的困难。因此程序不能太长，一道工序内容

不能太多。 ⑶以加工部位划分工序。对于加工内容很多的工件，可按其结构特点将加工部位分成几个部分，如内腔、外形、曲面或平面，并将每一部分的加工作为一道工序。 ⑷以粗、精加工划分工序。对于加工后易发生变形的工件，由于对粗加工后可能发生的变形需要进行校形，故一般来说，凡要进行粗、精加工的过程，都要将工序分开。 ⒉顺序的安排 顺序的安排应根据零件的结构和毛坯，以及定位、安装与夹紧的需要来考虑。顺序安排一般应按以下原则进行： ⑴上道工序的加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插于通用机床加工工序的也应综合考虑; ⑵先进性内腔加工,后进行外形加工; ⑶以相同定位、夹紧方式或用同一把刀具加工的工序，最好连续加工，以减少重负定位次数和换刀次数。 ⑷同时还应遵循切削加工顺序的安排原则：先粗后精、先主后次、先面后孔、基准先行。 二、数控编程 数控编程就是生产用数控机床进行零件加工的数控程序的过程。数控程序是由一系列程序段组成，把零件的加工过程、切削用量、位移数据以及各种辅助操作，按机床的操作和运动顺序，用机床规定的指令及程序各式排列而成的一个有序指令集。 零件加工程序的编制是实现数控加工的重要环节，特别是对于复杂零件的加工，其编程工作的重要性甚至超过数控机床

“飞秒激光微加工

【摘要】飞秒激光微加工技术作为一种新兴的加工技术，具有非接触、效率高、加工精度高、热效应小、损伤阈值低以及能够实现真正的三维结构微加工等传统技术无法比拟的诸多优点，其应用领域相当广泛。文章描述了飞秒激光加工透明材料时，激光能量沉积在光学趋肤层，热效应极小的特性。指出了目前打孔普遍利用激光的直写技术，针孔掩模加工技术可以改善孔形的事实。最后展望了飞秒激光微加工的研究方向。 【关键词】飞秒激光;微加工;打孔;阈值;优点;前景 1.引言 激光是在粒子数反转情况下通过受激辐射放大产生的高亮度相干光束，其原理早在1916年就由物理学家爱因斯坦提出，但直到1960年，梅曼（t?maiman）成功制造的第一台红宝石激光器问世[1]，量子光学才由理论研究发展到技术工程。随着各类激光器的出现，激光器的脉宽急剧缩小，峰值功率大幅提高，可调型和稳定性等优势逐渐凸显，飞秒激光在工业加工领域备受青睐，各界根据不同的需要将其广泛应用于微光学、微电子、微机械、微生物、微医学等领域。 2.飞秒激光脉冲技术 1976年，人们首次在染料激光器中实现了飞秒量级的激光脉冲输出[2]。20世纪90年代初，克尔透镜锁模飞秒钛宝石激光器使得飞秒激光技术获得了一次飞跃发展。2003年，n h rizvi总结了飞秒激光对金属、玻璃、金刚石、陶瓷以及各种聚合物等材料的微加工进展情况，并论证了飞秒激光是一种优秀的微加工光源[3]。 人们利用飞秒激光可以聚焦到透明材料内部进行三维加工这一特性，在石英玻璃中制备出各种微光学元件和微流体器件，并将其成功集成在同一块玻璃芯片上，飞秒激光于是在生物传感和生化分析等领域得到一定应用。 在信息电子领域，研发人员将新型激光精细加工装备应用于半导体集成电路、印刷线路板、平板显示、fbg光纤光栅，大大提高了制作效率和工艺水平。经过科研人员的努力，飞秒激光在半导体照明、太阳能光伏电池、燃料电池、微创医用器械及各类mems等新兴产业中也得到了广泛应用。另外，由于激光加工的非接触性，它还可应用于昂贵或危险物品的加工。 3.飞秒激光微加工的发展现状 激光微加工被誉为“未来制造业的共同加工手段”。在世界范围内，欧洲、美国、日本在飞秒激光微纳加工领域至今仍处于领先地位。我国的激光微加工技术研究大多集中在高校和科研机构，国内也有一些新兴的激光设备制造企业开发的激光微孔加工设备应用于生产中，但由于落后的加工控制技术和较为薄弱的研发能力，产品的孔型和径深比都无法与欧美日等激光产业比较发达的国家相比。 4.飞秒激光与透明介质的相互作用 飞秒激光脉冲具有极短的脉冲宽度和极高的峰值功率，与物质相互作用时呈现强烈的非线性效应，如自聚焦、自相位调制、群速色散、白光超连续谱的产生等。它主要依靠多光子吸收机制来加工一些长脉冲激光无法作用的透明材料，并且其作用时间极短，热效应小，可以克服等离子体屏蔽的现象[4]。 4.1 飞秒激光烧蚀的特性 为了对材料造成烧蚀作用，激光的能流密度必须超过某一特定的值，即烧蚀阈值fth。原本不会吸收可见光和近红外光这一波段的透明介质，会在极小范围内因多光子电离而快速产生大量的等离子体。当等离子体密度达到1021cm-3时，由于对激光能量的强烈吸收，激光能达到的深度只有lμm。大量激光能量在物质中沉积，给局部加热并使其形成光损伤，而周围的物质仍处于“冷状态”。因此和长脉冲相比，飞秒激光加工的边缘较为光滑、清洁[5]。 飞秒激光针对透明介质以及其他各类材料（包括金属）的烧蚀打孔实验均表明了飞秒激

飞秒激光简介

飞秒激光简介 ●飞秒激光和传统准分子的区别 ●飞秒激光的六大优势 ●飞秒激光优越性 ●飞秒激光安全性 ●飞秒激光看得见的优势 ●飞秒激光昂贵的原因 飞秒激光和传统准分子的区别 飞秒激光被视为神秘之光，是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短。只有几个飞秒（一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1/1000万亿秒），它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲。 飞秒激光完全是人类创造的奇迹。它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，用来进行微精细加工。用飞秒激光进行切割，几乎没有热传递。美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员发现，这种激光束能安全地切割高爆炸药。生物医学专家已将它作为超精密外科手术刀，用于视力矫正，既能减少组织损伤又不会留下后遗症，甚至可对单个细胞动精密手术或者用于基因疗法。https://www.doczj.com/doc/7914931788.html,/ 让我们再来看看准分子激光是怎么工作的。准分子激光与生物组织作用时发生的不是热效应，而是光化反应。 所谓光化反应，是指组织受到远紫外光激光作用时，会断裂分子之间的结合键，将组织直接分离成挥发性的碎片而消散无踪。对周围组织则没有影响，达到对角膜的重塑目的，能精确消融人眼角膜预计去除的部分空间精确度达细胞水平，不损伤周围组织。它的波长短，不会穿透人的眼角膜，因此对于眼球内部的组织没有任何不良的作用。 常用的准分子激光术式有LASIK、LASEK、超薄LASIK和飞秒激光（这些术式均可加波前像差和虹膜定位技术）。LASIK、和超薄LASIK都是用板层刀制作角膜瓣，LASEK是用酒精制作角膜瓣，而飞秒激光是通过激光来完成对角膜瓣的制作，所以更精确更精准，术后的视觉质量会更好。

数控加工工艺课程设计指导书

数控加工工艺课程设计指导书 一．设计目的 通过数控加工工艺课程设计，掌握零件的数控加工工艺的编制及加工方法。二．设计内容 编制中等复杂程度典型零件的数控加工工艺。 三．设计步骤 （一）零件的工艺分析 无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切削用量。在编程中，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需做一些处理。因此程序编制中的零件的工艺分析是一项十分重要的工作。 1．数控加工工艺的基本特点 数控机床加工工艺与普通机床加工工艺在原则上基本相同，但数控加工的整个过程是自动进行的，因而又有其特点。 1）数控加工的工序内容比普通机床的加工的工序内容复杂。这是因为数控机床价格昂贵，若只加工简单的工序，在经济上不合算，所以在数控机床上通常安排较复杂的工序，甚至是在通用机床上难以完成的那些工序。 2）数控机床加工程序的编制比普通机床工艺规程编制复杂。这是因为在普通机床的加工工艺中不必考虑的问题，如工序内工步的安排、对刀点、换刀点及走刀路线的确定等问题，在数控加工时，这一切都无例外地都变成了固定的程序内容，正由于这个特点，促使对加工程序的正确性和合理性要求极高，不能有丝毫的差错，否则加工不出合格的零件。 2．数控加工工艺的主要内容 根据数控加工的实践，数控加工工艺主要包括以下方面： 1）选择适合在数控机床上加工的零件和确定工序内容； 2）零件图纸的数控工艺性分析； 3）制订数控工艺路线，如工序划分、加工顺序的安排、基准选择、与非数控加工工艺的衔接等； 4）数控工序的设计，如工步、刀具选择、夹具定位与安装、走刀路线确定、测量、切削用量的确定等； 5）调整数控加工工艺程序，如对刀、刀具补偿等； 6）分配数控加工中的容差； 7）处理数控机床上部分工艺指令。 3．数控加工零件的合理选择 程序编制前对零件进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，方能进行如下一些问题的研究。 在数控机床上加工零件时，一般有两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已经有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论哪种情况，考虑的主要因素主要有，毛坯的材料和类型、零件轮廓形状复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点，即零件技术要求能否保证，对提高生产率是否有利，经济上虽否合算。 根据国内外数控技术应用实践，数控机床通常最适合加工具有以下特点的零件：

数控加工工艺与实施课程标准

“数控加工工艺及实施”课程标准 一、课程概述 “数控加工工艺及实施”是对数控编程与操作人员所从事的、按照零件图纸进行工艺分析，实现零件数控加工程序的编制与调试，并按照机床操作规操作数控机床，从而最终实现零件的数控加工与检验等能力而设置的学习领域。 “数控加工工艺及实施”是3年制高职数控技术专业学生必须掌握的一门理论性和实践性都很强的专业核心课，该课程的主要目标是使学生具备对零件图进行工艺分析、选择合理加工手段的能力；使学生掌握数控车床、数控铣床、加工中心的基本编程与操作方法；培养学生分析生产实际问题和解决实际问题的能力，培养学生的团队协作、勇于创新、敬业乐业的工作作风。 此学习领域分成7个学习情境，学习领域完全按照基于工作过程的教学模式展开教学，以六步法（资讯、计划、决策、实施、检查、评估）对每一个项目进行教学实施，有助于提高学生的动手能力、自学能力、创新能力以及岗位能力等各项素质。 二、培养目标 1、方法能力目标 （1）培养学生谦虚、好学的态度。 （2）培养学生勤于思考、做事认真的良好作风。 （3）培养学生自学能力与自我发展能力。 （4）培养学生创新能力。 （5）培养学生良好的职业道德 2、社会能力目标 （1）培养学生的沟通能力及团队协作精神。 （2）培养学生分析问题、解决问题的能力。 （3）培养学生勇于创新、敬业、乐业的工作作风。 （4）培养学生的自我管理、自我约束能力。 （5）培养学生的环保意识、质量意识、安全意识。 3、专业能力目标 （1）掌握数控车床的编程与操作方法。 （2）掌握数控铣床的编程与操作方法。 （3）掌握加工中心的编程与操作方法。 （4）培养学生的计算机操作能力。 （5）培养学生搜集资料、阅读资料和利用资料的能力。 （6）培养学生的自学能力。 三、与前后课程的联系 1、与前续课程的联系 “机械零件的造型与测绘”培养学生的制图与识图能力；“金属切削原理与刀具”使学生了解刀具的结构、切削性能，为在加工中能够合理的选择打下基础；“公差配合与测量技术”使学生学会使用各种测量工具，能够针对零件图中的尺寸公差、形位公差的标注进行正确的分析和判断；“数控机床”使学生对数控机床的组成、结构、功能有了一定程度的认识。 2、与后续课程的关系 为后续开设的实现自动编程的专业选修课程提供了必要的基础能力。 四、教学容与学时分配 为使学生掌握数控机床的编程与操作等专业能力所需的知识与技能，本课程以轴类零件的数控车削加工工艺及实施等4个项目为载体来组织教学，将职业行动领域的工作过程融合在训练中。本课程项目结构与学时分配见表2－3－1。

数控加工工艺毕业设计论文

日照职业技术学院毕业设计（论文） 数控加工工艺 姓名 : 付卫超 院部：机电工程学院 专业：数控设备应用与维护 指导教师：张华忠 班级： 11级数控设备应用与维护二班 2014年05月

随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，数控加工技术对国计民生的一些重要行业（IT、汽车、轻工、医疗等）的发展起着越来越重要的作用，因为效率和质量是先进制造技术的主体。高速、高精加工技术可极大提高效率，提高产品的质量和档次，缩短生产周期和提高市场竞争能力。而对于数控加工，无论是手工编程还是自动编程，在编程前都要对所加工的零件进行工艺分析，拟定加工方案，选择合适的刀具，确定切屑用量，对一些工艺问题（如对刀点、加工路线等）也需要做一些处理，并在加工过程掌握控制精度的方法，才能加工出合格的产品。 本文根据数控机床的特点。针对具体的零件，进行了工艺方案的分析，工装方案的确定，刀具和切屑用量的选择，确定加工顺序和加工路线，数控加工程序编制。通过整个工艺的过程的制定，充分体现了数控设备在保证加工精度、加工效率、简化工序等方面的优势。 关键词工艺分析加工方案进给路线控制尺寸

第1章前言-----------------------------------第2页第2章工艺方案的分析-------------------------第3页 2.1 零件图-------------------------------第3页 2.2 零件图分析---------------------------第3页 2.3 零件技术要求分析---------------------第3页 2.4 确定加工方法-------------------------第3页 2.5 确定加工方案-------------------------第4页第3章工件的装夹-----------------------------第5页 3.1 定位基准的选择-----------------------第5页 3.2 定位基准选择的原则-------------------第5页 3.3 确定零件的定位基准-------------------第5页 3.4 装夹方式的选择-----------------------第5页 3.5 数控车床常用的装夹方式---------------第5页 3.6 确定合理装夹方式---------------------第5页第4章刀具及切削用量-------------------------第6页 4.1 选择数控刀具的原则-------------------第6页 4.2 选择数控车削刀具---------------------第6页 4.3 设置刀点和换刀点---------------------第6页 4.4 确定切削用量-------------------------第7页第5章轴类零件的加工-------------------------第8页 5.1 轴类零件加工工艺分析-----------------第8页 5.2 轴类零件加工工艺---------------------第11页 5.3 加工坐标系设置-----------------------第13页 5.4 保证加工精度方法---------------------第14页 参考文献 ---------------------------------第15页

飞秒激光在微纳加工领域的应用 准分子激光微孔加工技术研究

飞秒激光在微纳加工领域的应用 飞秒激光开始应用到微纳加工领域始于20世纪90年代初。正是由于飞秒激光具有持续时间短及高脉冲功率密度的特性，使得其与物质相互作用时具有许多独特的优点：确定的烧蚀阈值，规则的加工边缘，层层微加工以及可加工任何材料等。最近研究结果表明：飞秒激光微细加工在微光学、微电子、微机械、微生物、微医学等多个领域具有潜在的应用价值。不同学科、不同实验具有不同的具体要求，这就需要采取相应的加工手段来实现特定加工目的，囚此飞秒激光深孔加工技术等加工工艺开始引起越来越多研究者的重视。 激光整形技术是指在激光腔内或腔外采用光学元件改变光束形态实现光束整形。飞秒激光脉冲整形有别于传统整形概念，主要是在保留原有高峰值功率特性基础上，在光路中引人扩束器、滤波器以及衍射模板等光学器件，达到缩小聚焦尺寸、去除高斯光束周围荧光成分、减少脉冲形变及多种形状加工等目的。常用的是空间滤波和掩模控制技术。空间滤波是实现对光束边缘荧光的屏蔽效用，实现聚集点光学质量的改善，掩模控制是通过掩模形状来实现对脉冲的调制，以达到确定的加工目的。 本文采用聚焦物镜与接收材料同步运动的方法，可以很容易地将焦点前后脉冲的空间形态在材料表面以二维平面图形式表示出来。在聚焦物镜前加小孔掩模板，通过小孔直径及小孔前后脉冲能量的变化，可直观观察到光束空间形态的改变。最后，实验选取合适参数，成功刻划出边缘光滑的透射型金属光栅。 1 实验装置及方法 实验设备采用的是Clark公司飞秒激光加工工作台(UMW-2110i，Clark-MXR Inc.)。激光具体参数为：中心波长775nm，脉宽148 Fs，重复频率1kHz，最大单脉冲能量1mJ，在光路上加衰减片可以调整脉冲能量，聚焦前光斑直径5mm；掩模小孔直径可调范围为0.5～10mm；接收材料为喷溅法镀在溶石英基片上的金膜(厚度约为300nm)。飞秒激光经掩模小孔后由5×显微物镜(有效焦距为40 mm)聚焦金膜表面。采用物镜与接收平台同步运动的方法，将焦点前后脉冲的空间形态以二维平面图形式在金膜表面显示出来；加工结果采用透射式光学显微镜和 SEM进行分析测试。实验装置如图1所示。

键槽的数控加工工艺与编程

键槽的数控加工工艺与编程 摘要 本设计分析了数控机床加工轴外键槽的工艺以及引起加工误差的因素。分析对比了普通机床加工轴外键槽和数控加工的优劣。提出了加工轴外键槽的工装设计方案及加工工艺。在设计方案确定以后，根据具体使用要求和工作情况设计夹具的定位元件，夹紧机构，定位键和夹具体。在生产加工中，应用本设计装夹工件，定位夹紧可靠，可以提高工件的加工精度。 关键词：数控，键槽，加工工艺，编程

绪论 数控（英文名字：Numerical Control 简称：NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控的产生依赖于数据载体和二进制形式数据运算的出现。1908年，穿孔的金属薄片互换式数据载体问世；19世纪末，以纸为数据载体并具有辅助功能的控制系统被发明；1938年，香农在美国麻省理工学院进行了数据快速运算和传输，奠定了现代计算机，包括计算机数字控制系统的基础。数控技术是与机床控制密切结合发展起来的。1952年，第一台数控机床问世，成为世界机械工业史上一件划时代的事件，推动了自动化的发展。 数控机床是按照事先编制好的加工程序，自动地对被加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具的运动轨迹、位移量、切削参数(主轴转数、进给量、背吃刀量等)以及辅助功能(换刀、主轴正转、反转、切削液开、关等)，按照数控机床规定的指令代码及程序格式编写成加工程序单，再把这程序单中的内容记录在控制介质上(如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器)，然后输入到数控机床的数控装置中，从而指挥机床加工零件。 这种从零件图的分析到制成控制介质的全部过程叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别在于数控机床是按照程序自动加工零件，而普通机床要由人来操作，我们只要改变控制机床动作的程序就可以达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适用于加工小批量且形状复杂要求精度高的零件。 本文主要介绍了键槽及数控的加工工艺，还有键槽加工的编程。

飞秒激光微细加工

飞秒激光微细加工 [文档副标题] 姓名： 学号： 班级：

飞秒激光微细加工 摘要：本文简单地介绍了微细加工技术和飞秒激光及其特点、原理，并列出几个典型的飞秒激光加工技术的应用，分析了该技术相对其他维系加工技术的优势所在，最后分析飞秒激光微细加工技术的发展趋势和应用前景。 关键词：飞秒激光微细加工技术飞秒激光微细加工 引言：随着时代发展，各种新兴的加工工艺不断出现而改变了现代加工方式，虽然其仍在发展之中，有其局限性，，但随着研究的深入，新技术的引用，而使其愈加完善。微细加工作为一种新兴的加工方式，在现代加工行业的地位愈显重要，用飞秒激光这一前沿科技进行微细加工，有其独特的优点，而成为了微细加工工艺中一个重要的分支。 1·微细加工简介 微细加工（microfabrication）是指制造微小尺寸（尺度）零件的生产加工技术。微细加工是为微传感器、微执行器和微电子机械系统制作微机械部件和结构的加工技术。他起源于半导体制造工艺，原来是只加工尺度约在微米级范围的加公方式。【1】而它现在所指的加工等级的范围已经扩展到纳米级。微细加工在半导体继承电路上的应用，使得大规模集成电路和计算机技术得到了发展，而它现在已经涉及到各种现代加工方式，特别是微机械研究和制造上已经成为了必不可少

的基础环节。 2·飞秒激光简介及其特点介绍 飞秒（femtosecond）也叫毫微微秒，是一种标衡时间长短的计量单位，1飞秒只有1秒的一千万亿分之一，飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。【2】飞秒激光技术不仅可以获得超短波长的激光、产生瞬间高功率，而且可以高密度聚集而使电磁场强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍，这样在短时间去除较浅深度的物质所引起的变形量就小。 飞秒激光主要特点：①超短脉冲，飞秒激光是我们人类目前在实验条件下能够获得的最短脉冲；②瞬时高功率，飞秒激光有非常高的瞬间功率，它的瞬间功率可达百万亿瓦，比目前全世界的发电总功率还要多出上百倍；③精确定位性，飞秒激光具有精确的靶向聚焦定位特点，能够聚焦到比头发的直径还要小的多的超细微空间区域。由上述特点可以看出飞秒激光在维系加工领域的前景。 3·飞秒激光的加工机理【3】 准分子激光加工的物理过程大致可分为以下几个阶段： ①自由电子吸收激光能量，运动加速；②高能量电子与原子碰撞，产生更多的自由电子，产生雪崩过程；③电子与晶格碰撞，使得晶格温度升高，并使其融化、气化和等离子体出现；④晶格之间传递能量使作用区域扩散。飞秒激光进行微加工时，其起始物理过程就是物质内部自由电子吸收激光能量。对于长脉冲，它不能迅速产生自由电子，完全依赖介质内部已经存在的自由电子，而这种自由电子的分布对小

数控加工工艺分析的一般步骤与方法

数控加工工艺分析的一般步骤与方法 程序编制人员在进行工艺分析时，要有机床说明书、编程手册、切削用量表、标准工具、夹具手册等资料，根据被加工工件的材料、轮廓形状、加工精度等选用合适的机床，制定加工方案，确定零件的加工工序，各工序所用刀具、夹具和切削用量等。此外，编程人员应不断总结、积累工艺分析方面的实际经验，编写出高质量的数控加工工序。 一、机床的合理选用 在数控机床上加工零件时，一般用两种情况。第一种情况：有零件图样和毛坯，要选择适合加工该零件的数控机床。第二种情况：已有了数控机床，要选择适合在该机床上加工的零件。无论何种情况，考虑的主要因素有，毛坯的材料种类、零件轮廓复杂程度、尺寸大小、加工精度、零件数量、热处理要求等。概括起来有三点：①要保证加工零件的技术要求，加工出合格产品。②有利于提高生产率。③尽可能降低生产成本及加工费用。 二、数控加工零件工艺性分析 数控加工工艺分析涉及面广，在此仅从数控加工的可能性和方便性两方面加以分析。 ㈠零件图样上尺寸数据的给出应符合编程方便的原则

1.零件图尺寸标注方法应适应数控加工的特点，在数控加工零件图上，应以同一基准引注尺寸或是直接给出坐标尺寸。这种标注方法即便于编程，也便于尺寸间的相互协调，在保持设计基准、工艺基准、检测基准与编程原点设置的一致性方面带来很大方便。由于零件设计人员一般在尺寸标注中较多的考虑装配等使用性能方面，而不得不采用局部分散的标注方法，这样就会给工序安排与数控加工带来许多不便。由于数控加工精度和重复定位精度都很高，不会因产生较大的积累误差而破坏使用性能，因此可以将局部的分散标注法改为同一基准引注尺寸或直接给出坐标尺寸的标注法。 2.构成零件轮廓的几何要素的条件应充分 在手工编程时，要计算基点或节点坐标。在自动编程时，要对构成零件轮廓的所有几何要素进行定义。因此在分析零件图时，要分析几何要素的给定条件是否充分。如圆弧与直线、圆弧与圆弧在图样上相切，但根据图上给定尺寸，在计算相切条件时，变成了相交或相离状态。由于构成零件几何元素条件的不充分，使编程时无法下手。遇到这种情况，应与零件设计者协商解决。 （二）零件各加工部位的结构工艺性应符合数控加工的特点⑴零件的内腔和外形最好采用统一的几何类型和尺寸。这样可以减少刀具的规格和换刀次数，使编程方便，生产效益提高。

飞秒激光加工超光滑光学表面综述

飞秒激光加工超光滑光学表面综述 精密和超精密加工技术、制造自动化是先进制造技术的两大领域，精密工程、精细工程和纳米技术是现代制造技术的前沿，也是未来制造技术的基础。超精密加工是一门新兴的综合性加工技术，它集成了现代机械、电子、测量及材料等先 级，极大地改善了产品的性能进技术成就，使得目前的加工精度达到了0.01m 和可靠性。超光滑表面加工技术是超精密加工体系的一个重要组成部分，在国防工业、信息产业民用产品的制造中占有非常重要的地位且有着广泛的市场需求，具有良好的发展前景。 科技的进步极大地推动了技术的发展，随着光学领域和微电子学领域及其相关技术的发展，对所需材料的表面质量的要求越来越高。大规模和超大规模集成电路对所用衬底材料的表面精度提出了很高的要求；短波段光学的发展尤其是强激光技术的出现，对光学元件表面粗糙度的要求极为苛刻。从而产生了超光滑表面的概念，并出现一系列用于进行超光滑表面加工的技术和方法。超光滑表面具有以下主要特征[1]： （1）表面粗糙度小于1nm Ra，对于光学元件，表面粗糙度小于1nm RMS(粗糙度均方根值)， （2）尽可能小的表面疵病与亚表面损伤； （3）表面残余应力极小； （4）晶体表面具有完整的晶体结构，即表面无晶格错位。 超光滑表面的加工手段有抛光和超精密机械加工等，而抛光应用得最广泛。超光滑表面加工的对象是晶体、陶瓷等硬脆性材料。超光滑表面主要应用于现代武器惯导仪表的精密陀螺的平面反射镜、激光核聚变反射镜、大规模集成电路的基片、计算机磁盘、磁头和蓝宝石红外探测器窗口的透镜等。 对于各种超光滑表面的抛光加工手段，根据在加工过程中工件和抛光盘之间的接触状态可分为3种类型：直接接触、准接触和非接触。在各种抛光方法中的接触状态均只属于其中一种，并在抛光过程中基本保持不变[1],[2]。 1.直接接触抛光 直接接触抛光是指抛光盘和工件在抛光过程中直接发生接触，依靠抛光磨料的机械磨削作用和抛光盘的摩擦作用去除材料。浴法抛光、Teflon法抛光等都属于这种接触方式。 2. 非接触抛光