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水刀打孔工藝返 回

水刀打孔是水刀加工的主要領域之一。采用水刀可以打小至幾微米的微孔。目前水刀打孔技術己廣泛用于火箭發動機和柴油機的燃料噴嘴、寶石軸承、金剛石拉絲模、化纖噴絲頭等微小孔的加工中。

    一、水刀打孔的方式

    目前比較成熟的水刀打孔方法有復制法和輪廓迂回法兩種。

    復制法是脈沖水刀器廣泛采用的打孔方法。它是采用與被加工孔形狀相同的光點進“復制打孔的。被加工孔的形狀和尺寸與光線的形狀和尺寸有關。此外還與光學、機械等系統及工藝規范有關。

    輪廓迂回法加工是用加工的孔以一定的位移量連續的彼此疊加而形成所需要輪廓的,在存某種意義上說也是激光束的切割。加工工件的輪廓形狀和尺寸同樣取決于光學、機械等系統及其精度。

    二、水刀打孔工藝規律

    1.水刀照射能量和照射時間

    若水刀照射能量大、照射時問長,工件表面所獲得的能量多,則所加上的孔大而深。但是照射時間過長,由于熱傳導的關系,不僅熱量損耗大,而且加工面積增大,加工區能量密度降低,液相增多,致使加工精度降低。照射時間過長還會使加工表面熔化層和熱影響層增大,從而使表面質量惡化,故一般照射時間以0.2-1μm為宜。

    2.聚焦與發散角

    發散角小的激光束,經短焦距聚焦以后,在焦面上可以獲得很小的光斑及很高的功率密度,故對工件的穿透力大,打出的孔不僅深,而且錐度小,所以要設法盡可能地減少水刀的發散角,并盡可能采用短焦距加工。但采用過短的焦距,由于光束的錐度大,不適于加工深孔。同時工作距離(即透鏡到加工而的距離)過短,飛濺物會損傷透鏡(必要時需用保護裝置)。此外,因焦距過短,光束離開焦點時光的散射大,功率密度反而降低。因此,一般焦距在20-39mm為適宜,具體數值應根據加工要求而定。

    3.焦點的位置

    圖7-5所示為水刀焦點的位置與打孔形狀間關系的示意圖。由圖可知:不|j焦點位置對孔的形狀和深度都有很大的影響。在相同的輻射能量下,當焦點位置很低時,通過工件表面的光斑面積很大,此時孔呈錐形。著逐漸提高焦點位置,由于光斑直徑逐漸減小,能量密度逐漸增加,孔的深度得到加深,直徑也逐漸減小。如果焦點位置很高,則光過焦點后的散射增大,蝕除面積增加,光能密度減小,孔的深度反而減小,最后有可能會導致無法繼續加工。由此可知,要想獲得較好圓柱度的孔,焦點的位置應在工件的表面上或梢低于工件表面。

上一條:水刀激光器的電源 下一條:水刀光束模式
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