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关于激光切割论文范文 钣金件数控激光切割表面质量的工艺参数优化相关论文写作参考文献

分类:毕业论文 原创主题:激光切割论文 更新时间:2024-01-11

钣金件数控激光切割表面质量的工艺参数优化是关于激光切割方面的的相关大学硕士和相关本科毕业论文以及相关激光切割论文开题报告范文和职称论文写作参考文献资料下载。

摘 要:本文基于激光切割理论,结合喷嘴结构、气流、辅助气体、切割速度及功率等工艺参数,总结出最优工艺参数.

关键词:激光切割 工艺参数优化

一、引言

激光切割不仅是一种先进制造技术,而且是激光加工领域中的重要部分.激光切割与其他切割方法相比,最大区别是不需要模具,还可以替代传统的冲切加工方法;不但能大大缩短钣金件的生产周期,还能降低成本.

本公司正是看到了其中的优点才引进了数控激光设备,但在后期的使用过程中遇到了些问题,打破了原有的生产节奏,影响了生产进度.希望通过本次实验可以找到优化方法以保证切割合格率,降低公司成本,提高生产效率.

二、实验方法

实验所用的激光切割设备是德国通快公司的TruLaser3040机型,ToPs100编程软件.该设备中内置了一个符合EN 60825-1的4级C02激光器.

(1)分别以厚度为2mm、4mm、6mm、8mm的0cr18ni9材质钢板为实验对象,结合喷嘴结构、气流、辅助气体、切割速度、焦点位置及功率等工艺参数,在生产过程中收集实验数据.

(2)分别以厚度为2mm、4mm、6mm、8mm的q235-a材质钢板为实验对象,结合喷嘴结构、气流、辅助气体、切割速度、焦点位置及功率等工艺参数,在生产过程中收集实验数据.

(3)对4mm以下的异形薄板钣金件,在生产过程中收集按不同路径切割的工件实验数据.

(4)针对德国Trumpf公司的TruLaser3040机型在ToPs100编程软件使用过程中进行创新,以提高板材利用率达到节约成本的目标.

三、实验结果与分析

(一)喷嘴结构的合理选择

喷嘴结构主要根据工件板厚的情况进行调整.图1是两组工件断面切割图,从图中可以看出,工件切割边缘易形成毛刺状熔渣.通过多次实验我们得出:

切割厚度在4mm以下的工件时选用焦距为5.0in的透镜配合射口直径为1.0mm的铜制喷嘴切割质量较好;4mm以上的碳钢或.不锈钢工件时选用焦距为7.0in的透镜配合射口直径为2.1mm的銅制喷嘴切割质量较好.

(二)辅助气体气流的合理选择

在辅助气体的选择上主要依据工件的材质,通过实验发现:在切割材质为Ocr18ni9的不锈钢板时选用纯度为99.99%5.0的氦气切割质量较好;在切割材质为q235-a的碳钢板时选用纯度为99.95%3.5的氧气切割质量较好.

(三)激光输出功率和切割速度对切割质量的影响

速度不但与激光功率有关,还与切割速度有关.图2分别是两种工件表面的切割质量.从图中可以看出,激光切割速度过快或过慢都会形成熔渣影响切口效果.通过实验发现:

(1)在切割2mm及以下的薄板时选用激光功率2000W的工作模式,以6m/min的切割速度获得的切割质量较好.(2)在切割厚度为2mm-6mm之间的工件时选用激光功率3200W的工作模式,以3m/min的切割速度获得的切割质量较好.(3)在切割6mm以上的工件时选用激光功率3200W的工作模式,以1.5m/min的切割速度获得的切割质量较好.

(四)焦点位置的合理选择

将焦点调整到刚处于喷嘴下,喷嘴与工件表面间距一般为1.5mm左右或位于板厚的1/3处可获得较好的切割质量.

(五)切割路径对切割质量的影响

激光切割在加工零件时,首先要在钢板上形成热熔点,然后激光束从热熔点开始沿轮廓线移动.通过实验发现,切割路径的选择上主要注意以下两个方面:

(1)当工件轮廓为长方形时,如果大批量的切割同一个工件,在切割时需要把激光的引弧点放在先切较长边的那端,这样通过路径优化就不会造成相邻的工件长边切割变形的情况发生.如下图所示,在切割这类工件时,应该将穿刺点放在A点或B点,以保证切割的时候先切割AB边,然后再切割其他边.如果先切割AD边,就有可能在最后切割AB边时,工件由于自重在工作台上向一边倾斜,使切割出的长边有微微的弧状变形.(2)当工件轮廓中含有锐角时,系统自动在锐角区圆滑过度,为了切割外形美观应将引弧点避开锐角区域.如下图所示,应将引弧点放在工件的直边处或有较长直线段的区域,这种情况适合在对称件的制作过程中,可以保证两边的切割外形和质量一致,保证工件美观.式.共边切割不仅节省了材料,还某种程度上缩短了切割路径,降低了辅助气体的损耗,降低了生产成本.

可根据工件形状采取不同的切割和套料方式,再就是对一些含有大孔的钣金件,可以采用共边切割方法达到提升利用率的效果,在一定程度上节约了板材.同时,两个零件的共用边只进行一次切割,还能降低切割过程中辅助气体等耗材的消耗.如下图所示,三个法兰之间便采用了共边切割的方

四、结论

通过实验发现,在激光切割过程中要想保证切割质量以下几点至关重要:

首先要根据工件的材质在激光器的喷嘴结构、切削气体、焦点位置参数的选取上严格按照实验中的参数进行选择.

其次针对不同板厚的工件切割质量受激光输出功率、切割速度参数的影响较大,在这两种参数的设定上要按照实验中总结的数据进行设定.其中最为显著的是切割速度,为保证产品的技术性,获得良好的切割质量,需要选择合适的切割速度.同时达到提高板材的利用率,降低生产成本的目标.

通过以上两个方面在提高激光切割质量的同时,切割效率也有大幅提升,通过提高质量减少错误率,提升效率每年可为公司节省约20%的材料成本,提升企业生产效率.

总结:本论文为免费优秀的关于激光切割论文范文资料,可用于相关论文写作参考。

参考文献:

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