加工小孔微型孔难度是一什么小孔

微小孔加工工艺参数的研究及优囮

随着机械加工工业的快速发展孔加工工作量不断增加,孔加工的难度也越来越大尤其是在加工微小直径深孔、难加工材料的微小直徑深孔、高精度要求的微小直径深孔,是当今国内外机械加工领域里备受人们关注的技术难题在加工微小直径深孔时,不可避免将出现孔心偏斜和孔径扩大问题孔心偏斜和孔径扩大问题与钻削时的加工工艺参数、工艺措施、钻头的几何参数、钻削力等都有关系。世界先進...  

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    在元件上开个小孔是件很常见的事。但是如果要求在坚硬的材料上,比如在硬质合金上打大量0.1毫米到几微米直径的小孔用普通的机械加工工具怕是不容易办到,即使能够做加工成本也会很高。现有的机械加工技术在材料上打微型小孔是采用每分钟数万转或者几十万转的高速旋转小钻头加工的用这个办法一般也只能加工孔徑大于0.25毫米的小孔。在今天的工业生产中往往是要求加工直径比这还小的孔比如在电子工业生产中,多层印刷电路板的生产就要求在板上钻成千上万个直径约为0.1~0.3毫米的小孔。显然采用刚才说的钻头来加工,遇到的困难就比较大加工质量不容易保证,加工成本不低早在本世纪60年代后,科学家在实验室就用激光在钢质刀片上打出微小孔经过近30年的改进和发展,如今用激光在材料上打微小直径的小孔已无困难而且加工质量好。打出的小孔孔壁规整没有一什么小孔毛刺。打孔速度又很快大约千分之一秒的时间就可以打出一个孔。 
    激光在材料上钻出小孔的道理很简单做法也不复杂。激光有很好的相干性用光学系统可以把它聚焦成直径很微小的光点(小于1微米),这相当于用来钻孔的“微型钻头”其次,激光的亮度很高在聚焦的焦点上的激光能量密度(平均每平方厘米面积上的能量)会很高,普通一台激光器输出的激光产生的能量就可以高达109焦耳/厘米2,足可以让材料发生熔化并汽化在材料上留下一个小孔,和用钻头鑽出来的一个样 
    怎样用好激光“钻头”,激光科学工作者也做了许多研究工作他们发现,用每秒发射许多个光脉冲(通常叫高重复率噭光脉冲)做“钻头”打出来的小孔质量比用单个光脉冲,或每秒时间内少数几个光脉冲打出来的孔好道理大概是这样:在用每秒一個光脉冲或少数几个脉冲打孔时,对每个光脉冲的激光能量要求比较高让材料能被加热至熔化才能打出孔。但是融熔了的材料没有办法充分汽化,却把在它附近的材料加热和使它们汽化结果,被打出来的小孔在形状大小上就不那么规整如果使用的是高重复率激光器輸出的光脉冲,这时每个光脉冲平均的能量并不很高但由于光脉冲的宽度窄,功率水平却不低于是每个激光脉冲在材料上形成的融熔體不多,主要是发生汽化由于使小孔附近的材料加热时融熔体很少,因而也就不出现在用单脉冲打孔时出现的事打出的小孔形状和大尛就规整得多了。 
    要使打出的小孔质量高还需要注意激光焦点位置的选择。选择焦点位置的原则大致是这样:对于比较厚的材料激光束焦点位置应位于工件的内部,如果材料比较薄激光束焦点需放在工件表面的上方。这样的安排会让打出来的小孔上下大小基本上一致不出现“桶状”的小孔。  
    用激光在材料上钻孔钻出的小孔质量不仅非常好,特别是在打大量同样的小孔时还能保证多个小孔的尺寸形状统一,而且钻孔速度快生产效率高。所以除在电子工业生产中用激光打孔外,其他许多工业生产部门都在采用比如普通香烟过濾嘴上的小孔、喷雾器阀门上的小孔,也在采用激光加工喷雾器罐和瓶子颈部都有一个用来控制压缩物质(比如除臭剂、油料或者其他液体)的流量,阀门使用的性能就由喷雾器上这只小孔来决定了这只小孔的直径为10微米到40微米,用其他机械加工方法不那么好做用激咣来加工,能保证质量每小时还可以打4万个小孔呢! 


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