第6章-激光加工(教案)

單元（章節(jié)）備課筆記首頁教師董金梁教研組機電教研室編寫日期審批日期教學內容第6章激光加工總課時目的要求1、掌握電火花加工的原理；2、掌握電火花加工的工藝規(guī)律。重點1、激光加工基本設備及其組成部分；2、激光加工的應用。難點激光加工的原理與特點章節(jié)內容課時分配6.1激光加工的原理與特點6.2激光加工基本設備及其組成部分6.3激光加工的應用課時授課計劃授課日期班別題目6.1激光加工的原理與特點目的要求掌握激光加工的原理與特點重點激光加工的原理與特點難點激光加工的原理教具多媒體課件、教學視頻、掛圖教學方法理論講授---注重引導板書設計教學過程激光加工的原理與特點強度高、方向性好、單色性好1)激光加工的原理2)激光加工的特點一、新課導入6.1激光加工的原理與特點1)激光加工的原理激光是一種強度高、方向性好、單色性好的相干光。由于激光的發(fā)散角小和單色性好，理論上可以聚焦到尺寸與光的波長相近的(微米甚至亞微米)小斑點上，加上它本身強度高，故可以使其焦點處的功率密度達到107～1011W/cm2，溫度可達10000℃2)激光加工的特點(1)幾乎對所有的金屬和非金屬材料都可以進行激光加工。(2)激光能聚焦成極小的光斑，可進行微細和精密加工，如微細窄縫和微型孔的加工。(3)可用反射鏡將激光束送往遠離激光器的隔離室或其它地點進行加工。(4)加工時不需用刀具，屬于非接觸加工，無機械加工變形。(5)無需加工工具和特殊環(huán)境，便于自動控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小。二、小結：主要講述激光加工的原理與特點三、作業(yè)：掌握激光加工的原理和特點。四、預習：6.2激光加工基本設備及其組成部分課時授課計劃授課日期班別題目6.2激光加工基本設備及其組成部分6.3激光加工的應用目的要求一、了解激光加工基本設備及其組成部分；二、了解激光加工的應用。重點一、激光加工基本設備及其組成部分；二、激光加工的應用。難點激光加工基本設備及其組成部分教具多媒體課件、教學視頻、掛圖教學方法理論講授---注重引導板書設計教學過程一、激光加工基本設備及其組成部分1)激光器2)導光聚焦系統(tǒng)3)激光加工系統(tǒng)二、激光加工的應用1)激光打孔2)激光切割3)激光打標4)激光焊接5)激光表面處理一、新課導入一、激光加工基本設備及其組成部分激光加工的基本設備由激光器、導光聚焦系統(tǒng)和加工機(激光加工系統(tǒng))三部分組成。1)激光器它的任務是把電能轉變成光能?？煞譃楣腆w、氣體、液體和半導體激光器四大類。He-Ne(氦—氖)氣體激光器易控制，方向性、單色性及相干性好，精密測量中廣泛采用。功率與能量大多采用二氧化碳氣體激光器及紅寶石、釹玻璃、YAG(摻釹釔鋁石榴石)等固體激光器。2)導光聚焦系統(tǒng)從激光器輸出窗口到被加工工件之間的裝置稱為導光聚焦系統(tǒng)。3)激光加工系統(tǒng)主要包括床身、能夠在三維坐標范圍內移動的工作臺及機電控制系統(tǒng)等。二、激光加工的應用1)激光打孔例如，鐘表或儀表的寶石軸承，鉆石拉絲模具，化學纖維的噴絲頭以及火箭或柴油發(fā)動機中的燃料噴嘴等。打孔之前，最好要對現(xiàn)有的激光器的打孔范圍進行充分的了解，以確定能否打孔。激光打孔的質量主要與激光器輸出功率和照射時間、焦距與發(fā)散角、焦點位置、光斑內能量分布、照射次數(shù)及工件材料等因素有關。在實際加工中應合理選擇這些工藝參數(shù)。2)激光切割激光切割(如圖5-10所示)的原理與激光打孔相似，但工件與激光束要相對移動。在實際加工中，采用工作臺數(shù)控技術，可以實現(xiàn)激光數(shù)控切割。激光切割大多采用大功率的CO2激光器，對于精細切割，也可采用YAG激光器。激光切割過程中，影響激光切割參數(shù)的主要因素有激光功率、吹氣壓力、材料厚度等。3)激光打標激光打標是指利用高能量的激光束照射在工件表面，光能瞬時變成熱能，使工件表面迅速產生蒸發(fā)，從而在工件表面刻出任意所需要的文字和圖形，以作為永久防偽標志。特點：非接觸加工，可在任何異型表面標刻，工件不會變形和產生內應力，適于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等各種材料；標記清晰、永久、美觀，并能有效防偽；標刻速度快，運行成本低，無污染，可顯著提高被標刻產品的檔次。應用：電子元器件、汽(摩托)車配件、醫(yī)療器械、通訊器材、計算機外圍設備、鐘表等產品和煙酒食品防偽等行業(yè)。4)激光焊接當激光的功率密度為105～107W/cm2，照射時間約為1/100s左右時，可進行激光焊接。激光焊接一般無需焊料和焊劑，只需將工件的加工區(qū)域“熱熔”在一起即可。特點：焊接速度快，熱影響區(qū)小，焊接質量高，既可焊接同種材料，也可焊接異種材料，還可透過玻璃進行焊接。5)激光表面處理當激光的功率密度約為103～105W/cm2時，便可實現(xiàn)對鑄鐵、中碳鋼，甚至低碳鋼等材料進行激光表面淬火