大角度斜面激光切割工艺

大角度斜面激光切割工艺大角度斜面激光切割工艺激光切割通常是在水平面上或略带小角度倾角的板材上进行的,但在大角度斜面上进行切割国内尚未见报道。图1是汽轮机斜围带形孔型腔示意图。材料厚度6mm,整个圆台面上约有60个型孔,圆台大于Æ 3000mm。要求加工后各孔的间距误差不超过? 0.05mm,节距累积总误差不超过0.5mm;倾角a=31?,b=0.5?,q=41.37?,这三个角度的误差要求都不小于 ? 0.005?, 要求型腔表面光滑。过去一起采用线切割进行加工,生产效率低,工作量大,无法保证生产周期。因此,研究了用激光切割替代常规...

大角度斜面激光切割工艺激光切割通常是在水平面上或略带小角度倾角的板材上进行的,但在大角度斜面上进行切割国内尚未见报道。图1是汽轮机斜围带形孔型腔示意图。材料厚度6mm,整个圆台面上约有60个型孔,圆台大于Æ 3000mm。要求加工后各孔的间距误差不超过? 0.05mm,节距累积总误差不超过0.5mm;倾角a=31?,b=0.5?,q=41.37?,这三个角度的误差要求都不小于 ? 0.005?, 要求型腔表面光滑。过去一起采用线切割进行加工,生产效率低,工作量大,无法保证生产周期。因此,研究了用激光切割替代常规线切割加工方法,满足批生产需要。 (1) 为实现总倾角31.5?的斜面切割,需制作图2的高精度切割工装,工装节距定位孔距的尺寸公差控制在?0.01mm以内,围带采用分段加工后组焊,解决了整圈斜围带超过Æ 3000mm。无法加工的难题。图 2 工装示意图 (2) 调整好激光加工参数耦合,在激光功率P = 1260W,切割速度v = 1.4m/min,普通氧气(纯度99.8%)作为辅助气体,气体压力为0.08MPa时,可实现大角度斜面激光切割,切缝宽度约为0.18mm。 (3) 激光头喷嘴离工件的距离变化和入焦量对切口质量有重要影响,喷嘴离工件太远将使切缝加宽,粗糙度提高,距离太近喷嘴很容易与工件发生碰撞。距离控制在离工件0.5,0.8mm之间,切割后的型腔表面质量较好。入焦量(即激光焦点在工件内部的位置)约1mm,可保证切口平整,切缝入口处不出现倒角,获得良好的表面加工质量。 (4) 由于是三维空间闭合曲面加工,在加工程序制作上,既要考虑型面建模的精度,又要考虑程序直线插补步长,实验表明直线插补步长取0.02mm,效果较好。经万余个型孔加工批量生产表明,采用激光在大角度斜面上进行切割加工是可行的,只要激光参数耦合性合理,并控制好喷嘴离工件的距离、入焦量、程序直线插补步长,可实现31.5? 斜面,板厚6mm工件的精度加工,型孔加工后粗糙度达Ra 3.2mm。单个型孔从原来线切割加工时间为90min,减少到激光加工的34s,加工效率提高百余倍。

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