激光切割技术在飞机样板加工中的优势

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1、激光切割技术在飞机样板加工中的应用单位:技术装备公司撰稿人:郭亚星日期:2016.07.06［内容摘要］本文主要结合贵飞公司技术装备公司样板加工实际，利用激光切割加工的特点，对比传统加工工艺，简述了数控激光切割技术的特点及与传统工艺的差异，重点阐述了在飞机样板加工中应用该项技术对产品质量、生产效率和经济效益产生的重大影响，并说明了广泛采用该技术的迫切性。主题词：飞机样板激光切割数控切割经济效益引言我国航空工业系统目前已经广泛地采用CAD/CAM技术，大幅度提高了设计加工的效率和质量。但以目前国内和我们贵飞公司应用CAD/CAM技

2、术和所达到的水平而言，我们的样板加工工艺方法相对落后，儿十年来儿乎没有什么大的变化，从曾经辉煌的三线建设到如今合并后的腾飞的贵飞公司，我们的加工效率低，加工质量且切费用高。在模拟量与数字量传递并存,并且模拟量传递占很大比例的情况下，样板加工质量仍然是影响工装质量、零件质量乃至飞机总体质量的关键因素之一。另外样板加工效率低，往往也成为影响飞机研制进度和飞机交付进度的重要因素。因此，改变样板加工工艺是提高效率、提高产品质量、增加效益的一致要求和迫切要求。在样板加工过程屮实现计算机辅助设计与辅助制造二者的结合是满足这一要求的正确方向，

3、而釆用数控激光切割技术是实现这一结合的极具希望的途径。1•激光切割技术概述当激光束聚焦成很小的光点其最小直径可小于0.1mm）,使焦点处达到很高的功率密度可超过106W/cm2）。这时光束输入（由光能转换）的热量远远超过被材料反射、传导或扩散部分，材料很快加热至汽化湿度，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（如0.1mm左右）的切缝。切边热影响很小，基本没有工件变形。切割过程屮还添加与被切材料相适合的辅助气体。钢切割时得用氧作为辅助气体与溶融金属产生放热化学反应氧化材料，同时帮助吹走割缝内的熔渣。切割

4、聚丙烯一类塑料使用压缩空气，棉、纸等易燃材料切割使用惰性气体。进入喷嘴的辅助气体还能冷却聚焦透镜，防止烟尘进入透镜座内污染镜片并导致镜片过热。大多数有机与无机都可以用激光切割。在工业制造占有分量很匝的金属加工业，许多金属材料，不管它具有什么样的硬度，都可进形无变形切割（目前使用最先进的激光切割系统可切割工业用钢的厚度已可接近20mm）。当然，对高反射率材料，如金、银、铜和铝合金，它们也是好的传热导体，因此激光切割很困难，甚至不能切割（某些难切割材料可使用脉冲波激光束进行切割，由于极高的脉冲波峰值功率，会使材料对光束的吸收系数瞬间

5、急剧提高）。激光切割无毛刺，皱折、精度高，优于等离子切割。对许多机电制造行业來说，由于微机程序的现代化激光切割系统能方便切割不同形状与尺寸的工件（工件图纸也可修改），它往往比冲切、模压工艺更被优先选用；尽管它加工速度慢于模冲，但它没有模具消耗，无需修理模具，还节约更换模具时间，从而节省加工费用，降低产品成本，所以从总体上讲在经济上更为合算。另一方面，从如何使模具适应工件设计尺寸和形状变化角度看，激光切割也可发挥其精确、重现性好的优势。作为层叠模具的优先制造手段，由于不需耍高级模具制作工，激光切割运转费用也并不昂贵，因此还能显著地

6、降低模具制造费用。激光切割模具还带来的附加好处是模具切边会产生一个浅硬化层（热影响区），提高模具运行中的耐磨性。激光切割的无接触特点给圆锯片切割成形带来无应力优势，由此提高了使用寿命。2.激光切割技术的特点和优势激光切割技术经过多年的发展，已成为一种以加工精度高、速度快，与CAD技术紧密结合为突出特色的广泛应用的切割技术。我公司目前釆用的激光切割机是G3015F光纤激光切割机，其切割性能优良。①激光切割系统的加工特点：a:加T精度高，质量稳定。可满足各种有人机无人机机型，各类样板的加工精度要求。b:效率高。以每分钟3m的切割速度

7、计算，每小时可加工8〜20项样板。激光输出功率在2000W以上吋，切割速度一般都大于3m/minoc:可达性好。适用于加工应用铳切方法无法达到、无法加工的地方（如样板视孔、补加与样板连接处夹角等）。d:可进行多种工序工作，如切割、开孔、划线、刻标记等。e:适合单件生产。f:适用于多种材料切割下料，如金属、非金属。g:可采用计算机对工件进行组合排样，材料利用率高，浪费极少，减少成本。h:直接应用设计阶段生成的CAD数据集，实现CAD/CAM紧密结合。②G3015F光纤激光切割机性能及特点我公司选用的是大族G3015F光纤激光切割机

8、，采用交流伺服电机双边驱动的快速、高精度龙门式激光加工机。整机结构紧凑，外形美观，具有时代感，采用人机工程学设计，高度适中，操作方便。整体刚性好、精度及性能稳立。具备强大的切割能力「飞一般''的切割速度、较低的运行成本、优异的稳定性、高质量的加工以及强大的适应能