宽厚板切割加工.doc

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1、宽厚板切割加工1引言      在液体火箭发动机推力室成形以及产品连接、导管制造中，钣金件起到了关键作用。航天产品钣金件与普通钣金件相比具有品种多、外形复杂、光洁度高、公差要求严等特点。而钣金件成型之前．首先要解决的是钣金件的外形展开加工。钣金件外形展开加工通常采用以下方法：画线铣削、线切割、等离子切割、氧乙炔火焰切割、模具冲压、高压水切割和CO2激光切割。种切割下料方法都有其优缺点。精度、速度和成本均不同。在工业生产中有一定的适用范围。选用一种最便捷适应广的加工方法是目前液体火箭发动机钣金零件制造所面临的任务。         激光切割      因为其数控程序是由

2、CAD图形-几何位图-以非均匀有理B样条曲线为基础的PLC控制程序同步转化的，不存在人为误差，再加上精密机床保证，机械精度理论上误差在±0．02mm，由于环境原因实际上误差在±0．05mm左右。而且排料可以用软件来排。排料随心所欲，材料利用率通常≥80％．加工精度、切割面粗糙度、热影响区范围和加工速度均能满足要求。   2．5结论      在对加工速度、加工精度、生产率、生产成本的综合考虑下，选择激光切割加工钣金零件能获得满意结果。      3激光切割的工艺过程及其参数分析        激光束参数      激光系统一般由激光器、激光传输系统、控制系统、运动系统

3、、传感与检测系统组成，其核心为激光器。      激光器为CO2气体脉冲式激光器。光束横截面上光强分布接近高斯分布．具有极好的光束质量，主要性能指标如下：      激光波长：10．6μm   脉冲功率：2．4kW：脉冲宽度：约10ms   功率密度：W／cm2   激光发散角：1mrad   激光功率稳定度：2％   激光束焦点直径：Φ0．15~Φ0．30      经实践验证，激光冲裁复合加工中心CO2激光切割加工δ0．5mm，δ6mm板材的工艺特点及相关参数是：      （1）切口宽度窄（一般为0．15~0．30mm）、精度高（一般孔中心距误差为0．01~0．

4、05mm，轮廓尺寸误差为0．05~0．2mm）、切口表面粗糙度好（一般Rz为1．6~6．4μm），切缝一般不需要再加工即可焊接。由图2可以看出切缝粗糙度与料厚成正比。   （2）采用2kW激光功率，δ6mm厚不锈钢的切割速度为1．2m／min：δ2mm厚不锈钢的切割速度为3．6m／min，热影响区微小，变形极小。以上优点足以证明：CO2激光切割成为发展迅速的一种先进加工方法。      由图3可以看出材料的最大切割速度与料厚成反比。   ，速度要高，以便足够的氧化使切口材料充分进行放热反应，同时又有足够的动量将熔融材料喷射吹出。目前激光切割用的喷嘴采用一锥形孔带端部小

5、圆孔的结构．在使用时从喷嘴侧面通入一定压力。材质为纯铜，体积较小，是易损零件。      3．3．4激光切割的主要工艺              结论      （1）采用激光切割，．切割出的零件外形尺寸，精度、粗糙度、热影响区都完全符合设计要求，加工效率高且不需要模具。激光切割作为一种成熟的加工手段对薄板型零件的生产有很大的发展空间。      （2）绘图的准确性与首件切割完之后的调试工作非常重要。通过工艺编制前调试掌握激光加工偏差。      （3）坯料的材料均匀度及杂质对加工出来的产品影响较大。激光加工粗糙度、切割速度、气体消耗量与料厚的关系为：切面粗糙度与料厚

6、成正比，切割速度与料厚大致成反比，耗气量与料厚增量的平方成正比。