1.2 Типовые операции и технологические характеристики лазерной обра­ботки.

В настоящее время лазерный луч можно использовать для изготовления отверстий малых диаметров, контурно-лучевой обработки, устранения дисбаланса деталей при динамической балансировке, маркировки деталей и инструмента, выполнения других операций. Обработка первого типа, применяемая чаще всего, целесообразна в следующих деталях: диафрагмах, форсунках, ситах, часовых и приборных камнях, фильерах для изготовления синтетических волокон, алмазных волоках для протягивания микропровода и т. д.

Изготовление отверстий с помощью излучения ОКГ — это как бы элементарный процесс лазерной обработки. Под технологическими характерис­тиками при лазерной обработке понимают размеры обработки (диаметр, глубину, форму элементарного отверстия, объем элементарной лунки), качество обработанной поверхности (размеры и свойства зоны нагрева, шероховатость обработанной поверхности), обрабатываемость различных, материалов лучом ОКГ, точность обработки. При лазерной обработке технологические характеристики зависят от многих параметров — управляемых и неуправляемых. Управляемыми параметрами лазерной обработки являются энергетические характеристики импульса ОКГ (энергия, плотность энергии) частота и длительность импульсов излучения, количество импульсов, последовательно подаваемых в зону обработки, величина смещения детали относительно фокальной плоскости объектива, фокусное расстояние фо­кусирующей системы.

Разработан процесс получения отверстий  0,25±0,01 и  0,35±0,01 в корпусах распылителей топливной аппаратуры дизельных дви­гателей. Помимо повышения производительности применение лазерной обработки для данной операции существенно сокращает расход остроде­фицитных дорогих сверл малого диаметра. При традиционном сверлении большой расход сверл обусловлен их частой поломкой при обработке отверстий на криволинейных поверхностях, а также необходимостью частой перезаточки.

Описанный недостаток традиционного сверления ха­рактерен также для получения газоотводящих отверстий во вкладышах шинных пресс-форм. Замена же сверления лазерной прошивкой дает возможность не только устранить этот недостаток, но и уменьшить диа­метр отверстия (с 2 мм до 0,9 мм), изменить форму отверстия с цилиндрической на коническую. Это улучшает газодинамические условия в пресс-форме и снижает расход резины на выпрессовки в 4 раза.

Серьезная проблема для производственников — получение большого количества отверстий диаметром менее 1 мм в тонколистовых заготовках значительной площади. Это сита дли мукомольной и химической про­мышленности, для машин по изготовлению рыбной муки, специальных установок животноводческих ферм и т. п. Плотность размещения отвер­стий в них весьма велика — до 10—15 тыс. шт./м². Лазерная прошивка таких отверстий повышает производительность и снижает себестоимость, изготовления сит.

К таким же крупногабаритным деталям с большим количеством малых отверстий следует отнести и длинномерные трубы для различных распиливающих установок, длинномерные детали из профильного прока­та и др. Обрабатывать в них серию отверстий одинакового диаметра так­же рациональнее лазерным излучением. В частности, разработана тех­нология получения лазерным излучением отверстий 0,7 — 0,9 мм в тру­бах из нержавеющей стали длиной до 3 м. Исследования показали, что лазерная технология по сравнению со сверлением обладает определенны­ми преимуществами — ликвидированы разметка, зенкование входной части отверстия, снятие заусенцев спец инструментом на внутренней по­верхности труб. Кроме того, если реализовать процесс на специальном оборудовании с числовым программным управлением (ЧПУ), значитель­но снижается вспомогательное время, сокращается машинное время об­работки, увеличивается скорость позиционирования. Вследствие этого существенно возрастает производительность процесса.

Лазерную обработку характеризуют следующие особенности:

1) возможность проведения обработки в местах, недоступных для другого обрабатывающего инструмента;

2. способность луча ОКГ проникать через любую прозрачную среду, не нарушая ее и почти не снижая своей интенсивности, что дает возмож­ность проводить обработку в изолированных прозрачных сосудах;

3. отсутствие механического контакта между заготовкой и инстру­ментом — лучом ОКГ, а также силовых воздействий на заготовку, что облегчает крепление последней и устраняет появление нежелательных деформаций;

4. возможность (в отличие от электронно-лучевой обработки) прово­дить обработку при атмосферном давлении;

5. сравнительная несложность оборудования.

К недостаткам метода следует отнести ограничения по глубине обра­ботки, сложность стабилизации параметров излучения и отсутствие в на­стоящее время возможности осуществить надежное и точное оптическое перемещение мощного излучения ОКГ в пространстве.