透镜振动辅助激光加工技术研究

吴 昊，邹 平，康 迪，王文杰

（ 东北大学机械工程与自动化学院，辽宁沈阳 110819 ）

激光加工是一种先进的加工技术， 不仅清洁、高效、准确、重复性好，而且不与材料接触、不受加工材料的限制，在工业中有广泛的应用前景。 然而在传统的激光加工过程中，加工后的零件经常会出现热影响区、发生熔化后的材料重新凝固在零件表面等情况，影响加工后的工件表面质量[1]。 为解决这些问题，近年来振动辅助激光加工作为改进的加工方法大量研究。

目前，振动辅助激光加工有两种方式：工件振动辅助激光加工和透镜振动辅助激光加工。 工件振动辅助激光加工可有效地降低被加工工件的表面粗糙度，改变工件表面的微结构、硬度并提高孔的深径比[2-4]；透镜振动辅助激光加工也能降低被加工工件的表面粗糙度，提高孔的深径比[5]。 对于工件振动辅助激光加工的研究有很多，而对于透镜振动辅助激光加工的研究却很少。

基于此， 本文从激光焦点处能量分布角度，对透镜振动辅助激光加工过程进行研究。 从理论上分析了影响激光焦点处能量分布的敏感方向及透镜振动辅助激光加工、 传统激光加工的激光加工区域， 介绍了透镜振动辅助激光加工系统和实验过程，并通过实验验证了理论分析。

1 透镜振动辅助激光加工

透镜振动辅助激光加工与传统激光加工的原理相似，是将激光光束通过透镜聚焦到加工材料表面， 当激光的能量密度超过材料所能承受的临界值，材料被去除，从而达到加工的目的。……