激光深孔钻削技术及其工艺参数优化研究

激光深孔钻削技术及其工艺参数优化研究

随着制造业的发展，对于高精度、高效率的钻孔工艺需求越来越高。传统的机

械加工钻孔方式受到加工难度的限制，对于一些比较小且深度较大的孔洞难以实现，同时还会产生较大的振动、噪声和切屑。为了解决这些问题，激光深孔钻削技术应运而生。

1. 激光深孔钻削技术的基本原理

激光深孔钻削技术是利用激光束对被加工材料进行瞬时加热，然后通过高温毁

损材料表层形成孔洞。这一技术的关键在于激光功率密度的调控和加工过程中的冷却措施。通过激光束聚焦，在被加工材料表面形成一个微小的加热区域，达到局部加热的目的。而材料瞬时加热后又会形成微型的气泡，气泡爆炸的冲击会将材料表面熔融，形成一个孔洞。此时，加工液通过喷嘴喷洒，将孔洞表面的液膜蒸发，达到冷却的目的。

2. 激光深孔钻削技术的优点

相对于传统的机械加工钻孔方式，激光深孔钻削技术具有以下优点：

（1）高加工精度：激光束直径小，焦点处功率密度高，可以在微米尺度上对

材料进行加工，加工精度高。

（2）高加工效率：激光深孔钻削技术不需要人工干预，可以自动化生产，大

大提高了加工效率。

（3）适应范围广：激光深孔钻削技术可以用于各种材料的加工，对于一些硬

度和韧性比较高的材料也能够有很好的加工效果。

3. 激光深孔钻削工艺参数优化

对于激光深孔钻削技术来说，工艺参数的优化可以更好地发挥它的优势。常用

的工艺参数有激光功率、扫描速度、气体流量、冷却液、加工深度等。下面分别介绍这些工艺参数的调控原则：

（1）激光功率

激光功率是影响激光深孔钻削技术加工速度和加工质量的重要参数。功率的大

小取决于加工材料的性质和加工深度的大小，功率过大时易损坏材料表面，功率过小时则难以达到预期加工效果。因此，需要根据材料性质和加工需求进行调整。

（2）扫描速度

扫描速度是激光束移动的速度，也是影响加工速度和质量的关键参数。速度过

快时，会导致孔洞表面质量不佳，速度过慢时，会增加工艺时间和生产成本。因此，扫描速度的选择要根据加工材料和加工深度进行调整。

（3）气体流量

激光深孔钻削技术中使用氧气、氮气、惰性气体等气体作为燃料，对激光深孔

钻削的过程起到很大的作用。气体流量的大小可以影响孔洞表面质量和切削速度。过少的气体流量会使孔洞中的沉积物增多，影响热量的传递，过多的气体流量则会影响工艺温度，造成加工质量降低。

（4）冷却液

激光深孔钻削技术需要使用冷却液对加工过程进行冷却，冷却液的种类和浓度

对加工质量有很大的影响。一些文献研究表明，在某些材料的加工中，使用的冷却液对加工深度、表面粗糙度和加工质量等方面都具有很大影响。不同的材料需要选择适当的冷却液种类和浓度。

（5）加工深度

激光深孔钻削技术最主要的应用就是加工深度比较大的孔洞，不同的材料有不

同的孔深限制。一般来讲，需要根据材料的特点和加工需求，进行加工深度的调整。

4. 结语

激光深孔钻削技术是一种新型的钻孔加工技术，具有高精度、高效率的特点，

而工艺参数的优化可以提高加工效率和加工质量。因此，需要对工艺参数进行合理的调整，以达到更优的加工效果。相信随着技术的进步，激光深孔钻削技术将会在更广泛的领域展现其优越性。