激光加工微小孔內(nèi)表面粗糙度的測量
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由于激光加工的微小孔直徑大于0.5mm時，考慮到加工效率應(yīng)使用套孔法進(jìn)行，因此本實(shí)驗(yàn)中微小孔的直徑接近于激光一次加工成型孔徑的較大值。
考慮到粗糙度測量時對取樣個數(shù)的要求，本實(shí)驗(yàn)中的微小孔深徑比最大達(dá)到20。而在實(shí)際應(yīng)用中，由于孔深對流經(jīng)微小孔的流體流動阻力影響很大，因此諸如熔融沉積快速原型機(jī)所用噴頭之類微小孔的深徑比很少會達(dá)到本實(shí)驗(yàn)的數(shù)值。在加工直徑相同而深徑比較小的微小孔時，因所需穿透力較小，可以使用直徑更小的光斑進(jìn)行加工，所以加工精度將更高。因此，在一般情況下激光加工相近直徑微小孔時，本實(shí)驗(yàn)所獲結(jié)果可以作為孔側(cè)壁表面粗糙度可達(dá)到的范圍。
(3)激光加工在局部可以達(dá)到較好的粗糙度精度。由表1可見，對1#板6號孔所測得的Ra顯示了該孔較好的粗糙度精度。由圖2顯示的1#板4號孔的局部連續(xù)粗糙度測量結(jié)果可以看到，在選定的1.9mm范圍內(nèi)Ry的峰值為13.6μm且該粗糙度曲線波動幅度不大，與所測該孔Ry結(jié)果8.1、10.9、10.8、10.7、8.8吻合；
圖2 粗糙度曲線圖
圖3 反射式顯微鏡觀察結(jié)果
(5)本實(shí)驗(yàn)同時還測量了Ry，結(jié)果顯示：Ry的極大值和極小值基本出現(xiàn)在對應(yīng)的Ra處。
4 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，孔內(nèi)絕大多數(shù)內(nèi)表面的粗糙程度均勻，個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)在激光打孔時的入口處。
(5)Rｙ的極值基本出現(xiàn)在對應(yīng)的Rａ處。
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