Obrabotka Metallov 2020 Vol. 22 No. 3

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 22 № 3 2020 34 ТЕХНОЛОГИЯ 3) доводочных операций ( это дополнитель - ные операции , при которых с заготовки сни - мается припуск малого размера – сотые доли миллиметра – до достижения требуемого раз - мера детали и шероховатости поверхности – об - работка свободным и закрепленным абразивом ) [9–12]; 4) комбинированных методов обработки ( к ним относятся традиционные методы меха - нической обработки , но с применением допол - нительных физических воздействий , таких как электрический ток , магнитное поле , вибрации , пластическая деформация , ультразвук и другое , что нацелено на снижение шероховатости и вол - нистости поверхности , а также на увеличение ресурса получаемой детали ) [13–16]. В настоящее время в машиностроении нахо - дят все большее применение лазерные техноло - гии , используемые при следующих операциях обработки металлических заготовок : 1) сверление и перфорирование [17]; 2) термическая обработка [18]; 3) лазерная резка [19, 20]; 4) гравировка и маркировка [21]; 5) микрообработка [22]; 6) спекание [23, 24]; 7) модификация поверхности [25, 26]; 8) селективная лазерная абляция [27, 28]; 9) лазерная сварка [29, 30]. Из перечисленных способов микрообработка предполагает обработку деталей малых разме - ров ( применяемых , например , в электронике ) и отличается величиной снимаемого припуска за один проход от 10 мкм и более . Наличие большо - го числа публикаций по лазерной обработке за последние годы говорит об актуальности данной тематики . Однако несмотря на это , в литературе практически не освещен вопрос о зависимости качества получаемой поверхности от параме - тров лазерной обработки . Поскольку речь идет о микрообработке , принятым параметром каче - ства должна быть шероховатость . Предполагает - ся , что другие параметры качества обеспечива - ются при обработке , предшествующей лазерной . Следует отметить , что необходимо выбирать так называемые « щадящие » режимы лазерной обра - ботки , в результате чего на поверхности заготов - ки не возникает высокая температура , а значит , не происходят изменения структуры и свойств материала заготовки . Таким образом , целью данной работы является экспериментальное определение возможности снижения шерохова - тости поверхности заготовки с помощью лазер - ной обработки . Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи : 1) экспериментально установить шероховатость поверхности после лазерной обработки с раз - личными режимами ; 2) установить зависимость шероховатости поверхности от режимов лазер - ной обработки ; 3) расчетным путем определить режимы , при которых возможно уменьшение шероховатости поверхности ; 4) эксперимен - тально установить шероховатость поверхности при рассчитанных режимах и сделать вывод об эффективности лазерной обработки . Методика исследований Лазерная обработка в данных исследованиях выполнялась с помощью системы лазерной мар - кировки ( СЛМ ) « ТурбоМаркер - В 20» производ - ства ООО « Лазерный Центр » ( рис . 1). Основные технические характеристики применяемой си - стемы следующие :  тип лазера – иттербиеый импульсный во - локонный ;  длина волны основного излучения – 1055…1075 нм ;  длительность импульса – 100…110 нс ;  максимальная выходная мощность излуче - ния – 20 Вт ;  диапазон регулирования частоты модуля - ции – 20…100 кГц . Идея исследований состоит в том , что с по - мощью лазерной обработки с рациональными режимами возможно уменьшение шерохова - тости поверхности заготовки за счет удаления вершин микронеровностей . Применяемая СЛМ предназначена для нагрева , плавления и испаре - ния части металла из зоны воздействия , что мо - жет негативно сказываться на качестве поверх - ности . Следовательно , для чистовой обработки необходимы такие режимы , при которых не бу - дет возникать высоких температур на поверх - ности заготовки , а значит , не будет и изменений свойств материала . На начальном этапе требует - ся установить эмпирическую зависимость ше - роховатости как основного параметра качества от режимов лазерной обработки . Это позволит с определенной погрешностью прогнозировать