第6章-激光加工(教案)

單元（章節(jié)）備課筆記首頁(yè)教師董金梁教研組機(jī)電教研室編寫日期審批日期教學(xué)內(nèi)容第6章激光加工總課時(shí)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(diǎn)1、激光加工基本設(shè)備及其組成部分；2、激光加工的應(yīng)用。難點(diǎn)激光加工的原理與特點(diǎn)章節(jié)內(nèi)容課時(shí)分配6.1激光加工的原理與特點(diǎn)6.2激光加工基本設(shè)備及其組成部分6.3激光加工的應(yīng)用課時(shí)授課計(jì)劃授課日期班別題目6.1激光加工的原理與特點(diǎn)目的要求掌握激光加工的原理與特點(diǎn)重點(diǎn)激光加工的原理與特點(diǎn)難點(diǎn)激光加工的原理教具多媒體課件、教學(xué)視頻、掛圖教學(xué)方法理論講授---注重引導(dǎo)板書設(shè)計(jì)教學(xué)過程激光加工的原理與特點(diǎn)強(qiáng)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(diǎn)一、新課導(dǎo)入6.1激光加工的原理與特點(diǎn)1)激光加工的原理激光是一種強(qiáng)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(zhǎng)相近的(微米甚至亞微米)小斑點(diǎn)上，加上它本身強(qiáng)度高，故可以使其焦點(diǎn)處的功率密度達(dá)到107～1011W/cm2，溫度可達(dá)10000℃2)激光加工的特點(diǎn)(1)幾乎對(duì)所有的金屬和非金屬材料都可以進(jìn)行激光加工。(2)激光能聚焦成極小的光斑，可進(jìn)行微細(xì)和精密加工，如微細(xì)窄縫和微型孔的加工。(3)可用反射鏡將激光束送往遠(yuǎn)離激光器的隔離室或其它地點(diǎn)進(jìn)行加工。(4)加工時(shí)不需用刀具，屬于非接觸加工，無機(jī)械加工變形。(5)無需加工工具和特殊環(huán)境，便于自動(dòng)控制連續(xù)加工，加工效率高，加工變形和熱變形小。二、小結(jié)：主要講述激光加工的原理與特點(diǎn)三、作業(yè)：掌握激光加工的原理和特點(diǎn)。四、預(yù)習(xí)：6.2激光加工基本設(shè)備及其組成部分課時(shí)授課計(jì)劃授課日期班別題目6.2激光加工基本設(shè)備及其組成部分6.3激光加工的應(yīng)用目的要求一、了解激光加工基本設(shè)備及其組成部分；二、了解激光加工的應(yīng)用。重點(diǎn)一、激光加工基本設(shè)備及其組成部分；二、激光加工的應(yīng)用。難點(diǎn)激光加工基本設(shè)備及其組成部分教具多媒體課件、教學(xué)視頻、掛圖教學(xué)方法理論講授---注重引導(dǎo)板書設(shè)計(jì)教學(xué)過程一、激光加工基本設(shè)備及其組成部分1)激光器2)導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)3)激光加工系統(tǒng)二、激光加工的應(yīng)用1)激光打孔2)激光切割3)激光打標(biāo)4)激光焊接5)激光表面處理一、新課導(dǎo)入一、激光加工基本設(shè)備及其組成部分激光加工的基本設(shè)備由激光器、導(dǎo)光聚焦系統(tǒng)和加工機(jī)(激光加工系統(tǒng))三部分組成。1)激光器它的任務(wù)是把電能轉(zhuǎn)變成光能?？煞譃楣腆w、氣體、液體和半導(dǎo)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(cè)量中廣泛采用。功率與能量大多采用二氧化碳?xì)怏w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(dǎo)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(dǎo)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(biāo)范圍內(nèi)移動(dòng)的工作臺(tái)及機(jī)電控制系統(tǒng)等。二、激光加工的應(yīng)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(xué)纖維的噴絲頭以及火箭或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料噴嘴等。打孔之前，最好要對(duì)現(xiàn)有的激光器的打孔范圍進(jìn)行充分的了解，以確定能否打孔。激光打孔的質(zhì)量主要與激光器輸出功率和照射時(shí)間、焦距與發(fā)散角、焦點(diǎn)位置、光斑內(nèi)能量分布、照射次數(shù)及工件材料等因素有關(guān)。在實(shí)際加工中應(yīng)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(duì)移動(dòng)。在實(shí)際加工中，采用工作臺(tái)數(shù)控技術(shù)，可以實(shí)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(duì)于精細(xì)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(biāo)激光打標(biāo)是指利用高能量的激光束照射在工件表面，光能瞬時(shí)變成熱能，使工件表面迅速產(chǎn)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(biāo)志。特點(diǎn)：非接觸加工，可在任何異型表面標(biāo)刻，工件不會(huì)變形和產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力，適于金屬、塑料、玻璃、陶瓷、木材、皮革等各種材料；標(biāo)記清晰、永久、美觀，并能有效防偽；標(biāo)刻速度快，運(yùn)行成本低，無污染，可顯著提高被標(biāo)刻產(chǎn)品的檔次。應(yīng)用：電子元器件、汽(摩托)車配件、醫(yī)療器械、通訊器材、計(jì)算機(jī)外圍設(shè)備、鐘表等產(chǎn)品和煙酒食品防偽等行業(yè)。4)激光焊接當(dāng)激光的功率密度為105～107W/cm2，照射時(shí)間約為1/100s左右時(shí)，可進(jìn)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(diǎn)：焊接速度快，熱影響區(qū)小，焊接質(zhì)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(jìn)行焊接。5)激光表面處理當(dāng)激光的功率密度約為103～105W/cm2時(shí)，便可實(shí)現(xiàn)對(duì)鑄鐵、中碳鋼，甚至低碳鋼等材料進(jìn)行激光表面淬火