Технология изготовления деталей из толстолистовой стали методом размерной лазерной резки

• Автор: Ананин, Вячеслав Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.01, 05.07.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 131 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПУТИ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗМЕРНОЙ РЕЗКИ ТОЛСТОЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА.

1.1 Анализ состояния технологических процессов резки листового материала

1.2 Конструкция и характеристики лазерных установок

для резки листового материала

Выводы по главе

1.3 Задачи работы.

Глава 2. МОДЕРНИЗАЦИЯ ЛАЗЕРНОГО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РЕЗКИ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ.

2.1 Совершенствование конструкции разрядной камеры .
2.2 Экспериментальная проверка модернизированной разрядной камеры.
2.3 Оптимизация параметров оптической системы лазерного технологического комплекса.
2.4 Экспериментальная проверка резонатора со сплошным пучком и резонатора с увеличением М2,5
2.5 Проектирование устройства подачи вспомогательного
газа при газолазерной резке
2.6 Определение параметров сверхзвуковых сопел устройства подачи вспомогательного газа при газолазерной резке.
2.7 Экспериментальная проверка устройств подачи
вспомогательного газа при газолазерной резке.
Выводы по главе
Глава 3. РАЗРАБО ТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ ТОЛСТОЛИСТОВЫХ СТАЛЕЙ.
3.1 Влияние параметров процесса резки на
грагообразование.
3.2 Экспериментальная проверка зависимости величины
грата от скорости резки.
3.3 Влияние параметров процесса резки на чистоту поверхности кромки реза
3.4 Расчт коробления деталей, получаемых лазерной размерной резкой
3.5 Составление технологического процесса лазерной
Выводы по главе.
Глава 4. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В
ПРОМЫШЛЕННОСТЬ.
Результаты работы.
Список использованной литературы


Сегодня лазеры используют для резки материалов наравне с фрезерованием, автогенной резкой, плазменной и гидроабразивной резкой. А во многих случаях лазерная резка является единственной технологией, удовлетворяющей требованиям современного производства. Внедрение лазерного технологического оборудования позволяет уменьшить деформации заготовок и допуски на их обработку, повысить точность и надёжность, качество изделий, уменьшить затраты на рихтовку и сократить сроки изготовления заказов, повысить степень автоматизации производства, улучшить экологию и условия 1руда. Снижение трудоёмкости и повышение производительности при комплексном подходе обеспечивается до 2-3 раз, на отдельных операциях и более. На ведущих западноевропейских автомобильных заводах более -% заготовок и изделий вырезаются новейшими технологическими лазерами. Дополнительные источники энергии используются при комбинированных способах лазерной обработки, когда на изделие воздействуют, кроме лазерного излучения дополнительно другими видами энергии. Примером такой технологии является лазерно-механическая обработка, когда лазерный пучок играет вспомогательную роль - подшреваст зону резания при обработке труднорежущихся материалов [2,3]. Сегодня известно много комбинированных процессов, которые используют для повышения эффективности и экономичности оборудования и технологических процессов. Например фирма “Messer С & W” рекомендует использовать в отдельных случаях свою лазерно-плазменную машину. Плазменная резка применяется как более экономичная — для контурной разделительной резки, а лазерная для прецизионной резки. Фирма ETH (Lausanne, Швейцария) разработала [4] лазерно-микроструйный метод резки, когда в режущую струю воды малого диаметра (0,1 мм) под давлением -0 бар вдоль её оси вводится лазерный луч так, что струя служит световодом. Одновременно вода охлаждает разрезаемый материал в зоне резки. В качестве устройства перемещения изделий может быть использован координатный стол с различным числом координат, вращатель для обработки цилиндрических изделий, а также промышленный робот. Анализируя перспективы применения лазеров в гибких системах авторы [5] приходят к выводу о целесообразности многопостовой лазерной системы с периодическим переключением лазерного пучка между постами. Это позволяет обеспечивать максимальную загрузку лазера и быструю его окупаемость. В работе [6] предложена концепция использования лазера на всех уровнях изготовления сложного изделия. Смысл концепции заключается в том, что изготовление комплексного изделия можно разбить на большое число уровней. Сначала изготавливаются отдельные детали, затем из них собираются узлы второго уровня, которые затем собираются в более сложные и так далее - до сборки изделия в целом. В этом процессе могут использоваться технологии лазерной сварки и резки. Однако необходимо учитывать и суметь совмещать и размежевать сварку и резку, поскольку это разные операции и требуют разных уровней мощности, расходимости и оснастки. Подобную схему можно реализовать для авиации. При этом необходимо учесть специфику применяемых авиационных материалов и очень высокие требования к сборке и сварке. Для единичного и мелкосерийного типа производства, характерного для авиационной промышленности в нашей стране подобная схема могла бы существенно сократить время и затраты на производство. Генераторы на базе СО2 лазеров с неустойчивым резонатором типа ЛИ обладают высокой мощностью для проплавления больших толщин металлов, а расходимость излучения этих лазеров позволяет транспортировать излучение на технологический пост и использовать его как для сварки, так и для резки толстых металлов. В работе [7] предложена многопостовая лазерная система большой мощности, включающая два лазера мощностью и 1,5 кВт, соответственно, для сварки и резки, с доставкой излучения на 6 рабочих позиций. Для выбора варианта оборудования необходимо считать и анализировать уже конкретно для определённой производственной задачи и для определённой номенклатуры изделий, с учётом годовой программы.