第6章-激光加工(教案)

单元（章节）备课笔记首页教师董金梁教研组机电教研室编写日期审批日期教学内容第6章激光加工总课时目的要求1、掌握电火花加工的原理；2、掌握电火花加工的工艺规律。重点1、激光加工基本设备及其组成部分；2、激光加工的应用。难点激光加工的原理与特点章节内容课时分配6.1激光加工的原理与特点6.2激光加工基本设备及其组成部分6.3激光加工的应用课时授课计划授课日期班别题目6.1激光加工的原理与特点目的要求掌握激光加工的原理与特点重点激光加工的原理与特点难点激光加工的原理教具多媒体课件、教学视频、挂图教学方法理论讲授---注重引导板书设计教学过程激光加工的原理与特点强度高、方向性好、单色性好1)激光加工的原理2)激光加工的特点一、新课导入6.1激光加工的原理与特点1)激光加工的原理激光是一种强度高、方向性好、单色性好的相干光。由于激光的发散角小和单色性好，理论上可以聚焦到尺寸与光的波长相近的(微米甚至亚微米)小斑点上，加上它本身强度高，故可以使其焦点处的功率密度达到107～1011W/cm2，温度可达10000℃2)激光加工的特点(1)几乎对所有的金属和非金属材料都可以进行激光加工。(2)激光能聚焦成极小的光斑，可进行微细和精密加工，如微细窄缝和微型孔的加工。(3)可用反射镜将激光束送往远离激光器的隔离室或其它地点进行加工。(4)加工时不需用刀具，属于非接触加工，无机械加工变形。(5)无需加工工具和特殊环境，便于自动控制连续加工，加工效率高，加工变形和热变形小。二、小结：主要讲述激光加工的原理与特点三、作业：掌握激光加工的原理和特点。四、预习：6.2激光加工基本设备及其组成部分课时授课计划授课日期班别题目6.2激光加工基本设备及其组成部分6.3激光加工的应用目的要求一、了解激光加工基本设备及其组成部分；二、了解激光加工的应用。重点一、激光加工基本设备及其组成部分；二、激光加工的应用。难点激光加工基本设备及其组成部分教具多媒体课件、教学视频、挂图教学方法理论讲授---注重引导板书设计教学过程一、激光加工基本设备及其组成部分1)激光器2)导光聚焦系统3)激光加工系统二、激光加工的应用1)激光打孔2)激光切割3)激光打标4)激光焊接5)激光表面处理一、新课导入一、激光加工基本设备及其组成部分激光加工的基本设备由激光器、导光聚焦系统和加工机(激光加工系统)三部分组成。1)激光器它的任务是把电能转变成光能。可分为固体、气体、液体和半导体激光器四大类。He-Ne(氦—氖)气体激光器易控制，方向性、单色性及相干性好，精密测量中广泛采用。功率与能量大多采用二氧化碳气体激光器及红宝石、钕玻璃、YAG(掺钕钇铝石榴石)等固体激光器。2)导光聚焦系统从激光器输出窗口到被加工工件之间的装置称为导光聚焦系统。3)激光加工系统主要包括床身、能够在三维坐标范围内移动的工作台及机电控制系统等。二、激光加工的应用1)激光打孔例如，钟表或仪表的宝石轴承，钻石拉丝模具，化学纤维的喷丝头以及火箭或柴油发动机中的燃料喷嘴等。打孔之前，最好要对现有的激光器的打孔范围进行充分的了解，以确定能否打孔。激光打孔的质量主要与激光器输出功率和照射时间、焦距与发散角、焦点位置、光斑内能量分布、照射次数及工件材料等因素有关。在实际加工中应合理选择这些工艺参数。2)激光切割激光切割(如图5-10所示)的原理与激光打孔相似，但工件与激光束要相对移动。在实际加工中，采用工作台数控技术，可以实现激光数控切割。激光切割大多采用大功率的CO2激光器，对于精细切割，也可采用YAG激光器。激光切割过程中，影响激光切割参数的主要因素有激光功率、吹气压力、材料厚度等。3)激光打标激光打标是指利用高能量的激光束照射在工件表面，光能瞬时变成热能，使工件表面迅速产生蒸发，从而在工件表面刻出任意所需要的文字和图形，以作为永久防伪标志。特点：非接触加工，可在任何异型表面标刻，工件不会变形和产生内应力，适于金属、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等各种材料；标记清晰、永久、美观，并能有效防伪；标刻速度快，运行成本低，无污染，可显著提高被标刻产品的档次。应用：电子元器件、汽(摩托)车配件、医疗器械、通讯器材、计算机外围设备、钟表等产品和烟酒食品防伪等行业。4)激光焊接当激光的功率密度为105～107W/cm2，照射时间约为1/100s左右时，可进行激光焊接。激光焊接一般无需焊料和焊剂，只需将工件的加工区域“热熔”在一起即可。特点：焊接速度快，热影响区小，焊接质量高，既可焊接同种材料，也可焊接异种材料，还可透过玻璃进行焊接。5)激光表面处理当激光的功率密度约为103～105W/cm2时，便可实现对铸铁、中碳钢，甚至低碳钢等材料进行激光表面淬火