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激光加工微小孔內(nèi)表面粗糙度的測量
2012-12-19
對于孔深小于1mm的通孔，可以借助放大鏡比較粗略地觀察該孔內(nèi)壁的粗糙度。本研究采用反射式顯微鏡直接觀察孔口內(nèi)表面情況，作為實(shí)測粗糙度試驗(yàn)的對照。對于孔深達(dá)4mm的微小孔內(nèi)壁粗糙度，顯然無法用此方法準(zhǔn)確測量。由于所測量的微小孔孔徑較小，可控光源無法準(zhǔn)確地深入孔內(nèi)，故無法用光干涉原理的方法測量。若采用直接接觸式測量方法，雖然探頭直徑比微小孔內(nèi)徑小，但與其連接的后續(xù)部分太大，使得探頭無法深入微小孔內(nèi)部進(jìn)行直接測量。因此，筆者對微小孔采用剖分法，并用錐度為60°的輪廓儀對剖分后外露的微小孔內(nèi)表面進(jìn)行直接測量，以取得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。
微小孔的剖分加工有兩種方法：一種是微小孔加工后再剖切，另一種是在緊密結(jié)合的兩塊光滑平板上沿結(jié)合縫打孔。由于孔徑微小，加工后剖切應(yīng)屬薄板切割。此時(shí)為取得較高切割精度應(yīng)使用激光切割。但由于切割光斑直徑較大(如薄板厚為5mm、要求切割速度為1.5m/min時(shí)，光斑直徑為0.2mm[6])，與所加工的微小孔直徑接近，切割后所剩余的微小孔內(nèi)表面太小，難以進(jìn)行粗糙度測量；同時(shí)，為了保護(hù)微小孔內(nèi)壁在剖切時(shí)不受飛濺物的影響，通常在剖切前向微小孔內(nèi)先注入蠟等物質(zhì)以保護(hù)孔內(nèi)壁，但此時(shí)保護(hù)物對微小孔內(nèi)壁粗糙度測量結(jié)果的影響無法評估，因此采用這種剖切加工工藝時(shí)需非常慎重，以避免測量的困難。鑒于上述原因，本試驗(yàn)采取第二種微小孔加工方法：加工好兩塊平板，將它們合緊后沿兩板的接觸面打騎縫孔，然后把兩平板分開，直接測量暴露在外的微小孔內(nèi)表面。采用這種方法測得的微小孔內(nèi)壁的粗糙度能準(zhǔn)確地反映微小孔內(nèi)表面的實(shí)際加工情況。
結(jié)論
(1)使用剖分法可以直接測量激光加工微小孔側(cè)壁的表面粗糙度，該粗糙度宜采用輪廓儀測量。
(2)本實(shí)驗(yàn)所得激光加工微小孔側(cè)壁的粗糙度數(shù)值約在3.2以內(nèi)，此數(shù)值可以作為一般情況下激光加工相近直徑微小孔側(cè)壁所能保證的粗糙度范圍。
(3)在采用激光加工微小孔時(shí)，孔內(nèi)絕大多數(shù)內(nèi)表面的粗糙程度均勻，個(gè)別地方局部異常的產(chǎn)生原因及出現(xiàn)位置尚需進(jìn)一步研究。
(4)孔內(nèi)表面粗糙度最大值的位置難以確定，而最小值未出現(xiàn)在激光打孔時(shí)的入口處。
(5)Rｙ的極值基本出現(xiàn)在對應(yīng)的Rａ處。
來源 電能質(zhì)量分析儀 http://m.for815.cn/
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