激光切割在鋼板下料中切割尖角和圓孔的實驗研究.pdf

1、目前在企業(yè)鋼板切割下料的生產(chǎn)中常用的切割方式主要有數(shù)控火焰切割、數(shù)控等離子切割和數(shù)控激光切割。數(shù)控火焰切割最適合厚度在20mm以上的鋼板的切割，其切割鋼板下料時會造成工件的熱影響區(qū)較大，切割表面粗糙度較機(jī)械加工的表面粗糙度差別較大，尤其是工件的尖角部位熔化程度較大。數(shù)控等離子切割具有多功能、高效、高速、高精度、低勞動強(qiáng)度和高度自動化，切割厚度不大的普通碳素鋼薄板時，切割速度為火焰切割的5-6倍，切割面光潔、熱變形小。但是，等離子弧流從噴

2、嘴射出后，氣流能量密度、流速和溫度迅速下降，這就造成了切割時在板厚方向溫度分布不均勻，容易造成切口上方熔化下方掛渣、上寬下窄的斜口缺陷，尤其是切割工件中的圓孔時的橢圓程度會隨著切割厚度的增加越來越嚴(yán)重，并且切割速度和切割質(zhì)量亦急劇下降。一般等離子弧切割法適用于薄板切割，比較適合16mm以下對直線度有要求的較長工件的切割。數(shù)控激光切割切割速度較快，切割工件的表面質(zhì)量較好，切割圓孔的圓度質(zhì)量較高，隨著企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的不斷豐富，為了充分發(fā)揮激光

3、切割的優(yōu)勢，減少工序、提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度，使激光切割技術(shù)中的各項功能在鋼板下料中充分應(yīng)用，我們?nèi)孕鑼す馇懈钪心軌蚋美玫牟糠诌M(jìn)行明確化，對激光切割中不完善的部分進(jìn)行充分研究。
　　本文首先介紹了鋼板切割下料的三種常用的切割方式的基本原理、特點及其在國內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，分析了激光切割質(zhì)量在鋼板切割下料中的質(zhì)量優(yōu)勢及其切割質(zhì)量和工件尺寸精度對工件后續(xù)機(jī)械加工精度和效率的影響，論述了選題的背景和意義，介紹了實驗的條件和實驗的方

4、法。
　　其次針對激光切割質(zhì)量影響的各種因素進(jìn)行綜述，包括激光特性、激光功率、切割速度、噴嘴形式和噴嘴高度、焦點位置、輔助氣體等對切割質(zhì)量的影響，并且在實驗的基礎(chǔ)上對激光切割鋼板時存在的缺陷進(jìn)行歸納總結(jié)，對可能發(fā)生的原因和解決辦法進(jìn)行歸納和闡述。并且在此基礎(chǔ)上對激光切割的不同板厚的鋼板所采取的工藝參數(shù)進(jìn)行總結(jié)，實現(xiàn)激光切割鋼板生產(chǎn)工件時工藝參數(shù)合理化和標(biāo)準(zhǔn)化。
　　然后分別針對激光切割尖角和切割圓孔進(jìn)行工藝性實驗，在含有尖角

5、的工件設(shè)計時使尖角處的程序增加合理的圓角以滿足激光切割尖角時把尖角處的缺材程度降低到最小，更好地保證工件后續(xù)機(jī)械加工要求以及工件本身的工藝性要求;通過激光切割圓孔的工藝性實驗，并根據(jù)實驗數(shù)據(jù)進(jìn)行分析研究，確定激光切割圓孔的最小直徑尺寸和工件板厚的比例關(guān)系，根據(jù)激光切割的高質(zhì)量和高精度優(yōu)勢不僅可以把要求機(jī)械加工光孔的工件利用激光切割直接進(jìn)行切割出來或進(jìn)行激光劃線定位以降低后續(xù)機(jī)械加工中找點的輔助時間，提高生產(chǎn)效率、降低勞動強(qiáng)度，而且對于一

6、些需要切割下料后進(jìn)行加工絲孔的工件可以利用激光切割機(jī)直接切割出底孔，在后續(xù)的機(jī)械加工中只需要攻絲即可，大大提高了工作效率、降低了勞動強(qiáng)度。在實際生產(chǎn)中，利用激光劃線和切割底孔的方法解決了工件上小孔較多的工件切割下料后機(jī)械加工定位找點比較困難的現(xiàn)實問題，在生產(chǎn)中得到了應(yīng)用。
　　最后，對論文及實驗的整體工作進(jìn)行了總結(jié)，并對激光切割技術(shù)在板材件切割下料中的應(yīng)用進(jìn)行了展望，本文所做的工作以及一些重要的實驗方法為今后的研究提供大量的理論依