激光切割技术论文
激光切割技术论文 激光切割技术论文篇一 简析激光切割技术 [摘 要]随着我国技术的发展，激光切割技术得到不断发展，应用范 围日益广泛。本文主要是对激光切割技术的涵义、优点，国内外的发展现状及其 数控激光切割技术的发展趋势进行分析论述，希望能够更好地了解应用激光切割 技术。[关键词]激光;激光技术;发展趋势 中图分类号：TG485 文献标识码：A 文章编号：
1009-914X(2015)26-0097-01 一、激光切割的概述 1.激光切割的涵义 激光切割是激光加工行业中最重要的一项应用技术，也是激光加工中 应用最早、使用最多的加工方法。激光切割是用聚焦镜将CO2激光束聚焦在材料 表面使材料熔化，同时用与激光束同轴的压缩气体吹走被熔化的材料，并使激光 束与材料沿一定轨迹做相对运动，从而形成一定形状的切缝。激光切割技术经过 近几年的发展，广泛应用于汽车、机车车辆制造、航空、化工、轻工、电器与电 子、石油和冶金等工业部门中。
2.激光切割的优点 激光切割技术具有以下优点：
第一，精度高：定位精度0.05mm，重复定位精度0.02mm。
第二，切缝窄：激光束聚焦成很小的光点，使焦点处达到很高的功率 密度，材料很快加热至气化程度，蒸发形成孔洞。随着光束与材料相对线性移动， 使孔洞连续形成宽度很窄的切缝。切口宽度一般为0.10～0.20mm。
第三，切割面光滑：切割面无毛刺，切口表面粗糙度一般控制在Ra12.5以内。
第四，速度快：切割速度可达10m/min，最大定位速度可达70m/min， 比线切割的速度快很多。
第五，切割质量好：无接触切割，切边受热影响很小，基本没有工件 热变形，完全避免材料冲剪时形成的塌边，切缝一般不需要二次加工。
第六，不损伤工件：激光切割头不会与材料表面相接触，保证不划伤 工件。
第七，不受被切材料的硬度影响：激光可以对钢板、不锈钢、铝合金 板、硬质合金等进行加工，不管什么样的硬度，都可以进行无变形切割。
第八，不受工件外形的影响：激光加工柔性好，可以加工任意图形， 可以切割管材及其他异型材。
第九，可以对非金属进行切割加工：如塑料、木材、PVC、皮革、纺 织品和有机玻璃等。
第十，节约模具投资：激光加工不需模具，没有模具消耗，无须修理 模具，节约更换模具时间，从而节省了加工费用，降低了生产成本，尤其适合大 件产品的加工。
十一，节省材料：采用电脑编程，可以把不同外形的产品进行整张板 材料套裁，最大限度地提高材料的利用率。
十二，缩短了新产品制造周期：新产品试制，数量小，结构不确定、 随时会改动，根本不能出模具，激光切割机大大缩短了新产品制造周期，减少了 模具投入。
二、国内外激光切割技术的现状 激光切割是激光加工中应用最早、使用最多的加工方法。以日本为例， 目前已拥有CO2激光切割机2万多台，约占全球激光加工机总量的1/3，其中80% 为激光切割设备。据统计，自1995年以来，CO2激光切割机的年生产量已超过500 台左右，其中YAG激光切割机100多台。而我国至今却只有600多台套激光切割 机在使用中。因此，在我国，激光切割技术的推广和应用潜力很大。随着我国国民经济的飞速发展，许多传统产业需要改造，许多钣金加工领域有待开发，许多 工业城市也需要建立激光加工中心。
三、数控激光切割技术的发展前景 1.高速、高精度激光切割机及切割工艺 我国的数控激光切割机生产，经过近20年的发展已取得了很大成就。
但与国外先进产品相比，还有较大差距，主要表现在切割机的运行速度低，动态 精度差，配套功能不够，切割工艺参数不完善和切割断面质量不易保证等。为了 进一步提高产品质量和生产率，必须生产出新型的高速、高精度的激光切割机， 以满足国内日益增长的生产需要，数控激光割机应具备专用切割工艺参数，配有 激光专用自动编程系统及自动排料、套料系统，减少编程时间，提高板材利用率。
数控激光切割机如安装交换工作台，则可以大大提高生产率，充分利用激光能源， 降低生产成本。
2.厚板激光切割技术的应用范围想着重工业的方向发展 由于大功率CO2激光器光束模式的改进和激光切割技术进步，使厚板 激光切割技术的应用逐渐增加，同时由于切割工艺采用CNC控制激光切割精度高， 因此，用激光切割代替等离子、氧乙炔为主的中厚板切割的趋势正迅速增长，激 光切割正从轻工业的钣金加工业向建筑机械、桥梁、造船等重工业方向发展。
3.三维高精度大型数控激光切割机及其应用领域 工艺技术三维数控激光切割机主要应用于汽车制造、航空、建筑及难 以加工的大型立体钣金件。其主要特点是：床身刚性好、加工范围大;龙门式结 构能实现高速、高精度的切割;三维激光切割头不仅能沿X、Y、Z轴作直线运动， 且能进行C轴旋转.数控系统采用5轴或6轴联动系统，具有空间立体编程简单、操 作方便和可靠性高的特点。目前国内企业对三维激光切割机已经有需求，随着市 场和经济的快速发展，在汽车、航空、机车及工程机械等行业对三维激光切割机 的需求将会不断增大，因此，开发出性能好、工作可靠、使用方便的三维激光切 割机，将使我国激光切割机的水平大大提高一步。
4.数控激光切割技术在农机制造中的应用 农业机械种类繁多，更新换代迅速，新产品研制周期长，而且多数种类的产品都属于小批量生产，农机产品的钣金加工件一般采用4～6mm钢板，板 金件种类多，并且更新快，传统的农机产品板金加工件通常采用冲床方式，模具 消耗大，通常一个大型的农机生产厂家用于模具存放的库房就近300m2，由此可 见，农机部件的加工如果仍然停留在传统的方式，将严重制约产品的快速更新换 代与技术开发，而数控激光切割技术的柔性加工优势就体现出来了。
四、结束语 随着装备制造业的快速发展，我国数控激光切割成套设备已进入快速 增长期，年增长率达50%以上。应用行业包括：汽车、船舶、航空、核工业、机 械制造、钢铁、纺织、石油、激光加工中心等。在2006年全国激光加工学术年会 上，专家们认为：到“十一五”末期，我国每年至少需要1500多台套高功率数控激 光切割机，到“十二五”末期，我国高功率数控激光切割机市场需求量将达到10000 台套，其中除了通用的激光切割机之外，对高速高精度激光切割机、大幅面厚板 激光切割机、三维立体数控激光切割机、航天航空用有色金属激光器切割机等高 性能激光切割系统的需求也与日俱增。
激光切割技术论文篇二 论激光切割技术及其在农机制造中的应用 摘要：介绍了农机行业的发展现状以及对现代加工技术的迫切需求， 分析了我国农业生产和农业机械的特点，并着重阐述了数控激光切割技术的原理、 特点以及其在农机制造业的研究及其应用。
关键词：农机制造;数控激光加工技术;应用 中图分类号：TN24 文献标识码：A 1 农机行业的快速发展对现代加工技术的迫切需求 1.1 农机行业的发展现状 中国是农业大国，农业是国家的命脉，农业机械化发展是农业发展的 重要保证。我国农业机械制造业是在新中国成立后，从无到有逐步发展起来的， 是从增补旧式农具和制造推广新式农具起步的。我国农机工业经过50年的发展，已形成了拖拉机、内燃机、耕作机械、植保机械、收获机械、排灌机械、运输机 械、畜牧机械、农副产品加工机械、饲料加工机械、半机械化农具、拖内配件等 13个小行业，能生产16大类、104个小类、3200多种产品的完整工业体系，使我 国农业机械化水平不断提高，促进了我国农业劳动力结构的巨大变化，对我国农 业和农村经济的发展作出了重要贡献。
虽然中国农机总量快速发展，但巨大的人口基数仍使中国农机人均保 有量处于世界平均水平之下，综合机械化水平仅约48%，并呈现明显的结构性不 均衡：小型机械较多而大中型机械较少、动力机械较多而配套机械较少、机耕机 械化水平显着高于机播和机收、粮食作物机械化水平普遍高于经济作物，丘陵地 带机械化仍处于起步阶段。同时，由于我国的农业机械工业规模普遍偏小，产品 技术含量较低，新技术和新设备又难以得到很好的推广，造成了农机行业整体发 展水平的滞后。
1.2 农业机械的产业特征 我国的农业生产的特点直接决定了我国农业机械的产业特征具有农 机种类品种多样化，农机的技术难度大小反差很大，而且农机使用要求可靠性高、 适应性强，特别是农机科研、生产的周期长、投入大。在农业生产中，种植业、 林业、渔业的开垦、种植和收获都受到季节性影响，农机研制经过设计、试制、 性能试验、生产试验、推广示范等步骤才能用到生产中去;生产试验和推广示范 都受到农业季节性制约，错过生产的季节性工况环境，只能等下一个年度再进行， 所以，一种新机型的诞生，一般需要经过3～5年，有的甚至更长。因此农机科研 周期长，消耗的物力和人力多。
1.3 农机制造对现代加工技术的迫切需求 我国目前虽然已经成为农机的生产大国，但是我国农机制造技术及装 备水平与发达国家相比，还约有20到30年的差距。企业的设备新度系数很低，差 距甚大。有的第一线生产设备甚至是发达国家20世纪五、六十年代的产品。甚至 一些骨干老企业设备新度系数仅为0.3～0.4，远低于其它机械行业0.6～0.7的普遍 标准，设备陈旧，产品质量难以控制;因此，农机制造业对新型加工方式提出了 迫切的需求，如CAD/CAM、激光加工技术、数控与自动化技术等，这些先进技 术的应用，将加快我国农机制造现代化的进程，本文将主要论述激光切割技术在 农机制造业的研究及其应用。2 数控激光切割技术的原理 激光技术是20世纪伟大的发明之一，自1960年第一台激光器问世以来， 固体激光器(Nd：YAG等)、气体激光器、半导体激光器以及准分子激光器陆续诞 生;激光不同于普通光源，它具有良好的单色性和相干性，很好的方向性，极高 的能量密度，这些特点使得激光广泛地应用于各类机械加工领域，如激光切割、 焊接、激光淬火、激光打标等等，而激光切割被认为是激光技术应用中最成熟的 工艺。
激光切割是用聚焦后的激光束照射在被切割材料的表面，光能转换成 热能，在数微秒的时间内，光斑区的温度升高至材料的熔点甚至沸点，材料被熔 化和汽化，一个直径为100μm的小孔被打出，当激光束沿着设定的路径移动，光 束与材料不断相互作用，割缝随之形成，在这一过程中，辅助气体通过切割嘴吹 过割缝，其作用有三：助切(氧气在碳素钢切割上占到60%的热量提供)、吹去熔 渣和冷却。而激光切割的质量(包括切缝的宽度、边缘的直线度以及切割断面的 粗糙度)由激光功率、激光模式(通常为低阶模、单模)与偏振(圆偏振)、辅助气体 压力以及切割速度决定。
3 数控激光切割技术的主要优点 激光切割是当今世界上最先进的切割工艺，与其他切割工艺如火焰切 割、等离子切割、高压水射流切割等相比具有十分巨大的优势，其加工对象几乎 包括了所有的金属和非金属材料，可以对高硬度、高脆性、高熔点的材料进行形 状复杂的三维立体零件切割，这也是数控激光切割技术的优势所在。
3.1 激光功率高，切口质量好：激光束是高能量密度的热源，切割低 碳钢，切口宽度可小于0.1～0.2mm，切割表面粗糙度只有十几微米，切割零件的 精度可达±0.05mm，因此激光切割的零件因切割质量好，经常无需机械加工而直 接使用。
3.2 输入热量小、材料变形小、材料性能受影响小：由于激光束的功 率密度极高，切割时热影响区域极小，对薄板一般只有0.01～0.1，切口附近材料 变形很小，性能几乎不受影响。
3.3 加工柔性好：激光切割无需任何刀具和模具，激光通过光学镜片 传导，切割过程可实现全部数控，在计算机控制下，可直接实现二维、三维上任意形状的板类和壳体类零件的柔性加工，特别适用于新产品研制开发阶段的多品 种、小批量的钣金类零件的加工，可省去费用很高的模具设计、制造费，极大的 缩短生产周期。
3.4 切割效率高：以1mm厚的碳钢板为例，切割速度可达40m/min， 高效率使得单件加工成本成几何级数地降低，甚至低于传统加工方法。
3.5 激光切割为非接触光学热加工，被誉为永不磨损的万能刀具：激 光束在零件表面游走即可实现切割功能，工件装卡简单，甚至不需要装卡，而且 工件可以进行任意形式的紧密排料或套裁，使原材料得到充分应用，由于是非接 触加工，加工后工件没有任何变形。
4 数控激光切割技术在农机制造中的应用 农业机械种类繁多，更新换代迅速，新产品研制周期长，而且多数种 类的产品都属于小批量生产，农机产品的钣金加工件一般采用4～6mm钢板，板 金件种类多，并且更新快，传统的农机产品板金加工件通常采用冲床方式，模具 消耗大，通常一个大型的农机生产厂家用于模具存放的库房就近300m2，由此可 见，农机部件的加工如果仍然停留在传统的方式，将严重制约产品的快速更新换 代与技术开发，而数控激光切割技术的柔性加工优势就体现出来了。
看了“激光切割技术论文”的人还看：
1.电火花线切割技术论文 2.激光与生命科学论文 3.高功率激光技术论文 4.机械先进制造技术论文 5.钣金加工技术论文