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教案
执教者
科目
特种加工
班级
课题
第7章激光加工技术(2)
课型
讲练
时间
地点
教室
教学目标
1. 熟悉什么是激光,了解激光加工的原理及特点;
2. 了解激光加工的基本设备;
教学重点
熟悉激光加工基本设备;
教学难点
激光产生的原理,激光的特点;
学情分析
对于传统机械加工有所了解,而对特种加工及精密加工没有接触,但对新知识有强烈好奇心
教学环节
教学内容
师生双边活动
导入
新授
回忆前面所学过的加工技术:精密切削加工、精密磨削加工、
电火花加工、电火花线切割加工、电化学加工等特点原理
第7章激光加工技术(二)
什么是激光加工?激光加工的产品简介
激光介绍
激光是英文词“Laser”的中文译名。 Laser 一词是“Light Amplification by Stimulation Emission of Radiation”的字头缩写。字面的意思是“通过辐射的受激发射实现光放大”,实质是光的受激放大,简称为激光。
激光的发展有很长的历史,它的原理早在 1917 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现, 1958 年激光首次成功制造。40年来,激光已经深入我们生活的各个角落,打长途电话,看DVD,医院里做手术……都用得着激光。有人说,激光是二十世纪最伟大的发明之一。
激光加工的原理及特点
1、激光加工的原理
通过光学系统将激光束聚焦成直径几十微米到几微米的极小光斑,达到极高的能量密度,温度达10000℃上,将材料在瞬间熔化和蒸发。工件表面不断吸收激光能量,凹坑处的金属蒸汽迅速膨胀,压力猛然增大,熔融物被产生的强烈冲击波喷溅出去。
因此,激光加工是工件在光热效应下产生高温熔融和受冲击波抛出的综合过程。
讨论
讲解
视频
2、激光加工的特点
(1)激光加工属非接触加工,无明显机械力,也无工具损耗,工件不变形,加工速度快,热影响区小,可达高精度加工,易实现自动化。
(2)因功率密度是所有加工方法中最高的,所以不受材料限制,几乎可加工任何金属与非金属材料。
(3)激光可聚焦形成微米级光斑,输出功率大小可调节,可进行微细和精密加工,如微细窄缝和微型孔的加工。,~。
(4)可通过惰性气体、空气或透明介质对工件进行加工,如可通过玻璃对隔离室内的工件进行加工或对真空管内的工件进行焊接。
(5)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。
(6)无需特殊环境,无加工污染,在节能、环保等方面有较大优势。
激光加工的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
激光器是激光加工的重要设备,它的任务是把电能转变成光能,产生所需要的激光束。
按工作物质的种类分:固体激光器、气体激光器、液体激光器和半导体激光器。其中He-Ne气体激光器在精密测量中被广泛采用,而在激光加工中采用二氧化碳气体激光器及红宝石、钕玻璃等固体激光器。
按激光器的输出方式分:连续激光器和脉冲激光器。
1960年美国休斯飞机公司的梅曼研制成功世界上第一台红宝石激光器,获得了历史上第一束激光,波长为
图片
。
1964年美国的汤斯、前苏联的巴索夫和普罗霍洛夫由于对激光研究的贡献分享了诺贝尔物理学奖。
1997年,朱隶文、菲利普和塔罗季研究用激光冷却和捕获原子,共获诺贝尔奖。
1961年中科院长春光学精密机械研究所王之江院士主持研制成功我国第一台红宝石激光器。
我国的激光技术在起步阶段就发展迅速,无论是数量还是质量都和当时的接近。
我国各类激光器的“第一台”
名称
研制成功时间
研制人
He-Ne激光器

邓锡铭等
掺钕玻璃激光器

干福熹等
GaAs同质半导体激光器

王守武等
CH3I化学激光器

邓锡铭等
2、导光聚焦系统
根据被加工工件的性能要求,光束经放大、整形、聚焦后作用于加工部位,这种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
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。随着电子技术的发展,许多激光加工系统已采用计算机来控制工作台的移动,实现激光加工的连续工作。
小结
因精选了精彩视频,再结合学生实际认知水平及机械加工实践体验,课堂效果比较好。
作业