Лазерные технологии
Заказать уникальную курсовую работу- 16 16 страниц
- 10 + 10 источников
- Добавлена 18.06.2014
- Содержание
- Часть работы
- Список литературы
- Вопросы/Ответы
Введение 2
1. Теоретические основы лазерной резки металлов 4
2. Практическое применение лазера 9
Заключение 15
Список использованной литературы 16
Рис.5. Влияние скорости резки и мощности излучения на величину ЗТВ. Толщина стали – 1 мм; газ – кислород. (а) – непрерывный, (б) – импульсно-периодический режимы.
С ростом скорости ЗТВ уменьшается. Однако если для непрерывного режима кривые ЗТВ при разных мощностях проходят достаточно близко друг от друга (рис. 5а), то в импульсно-периодическом режиме ЗТВ уменьшается при уменьшении мощности излучения (рис. 5б). Это объясняется тем, что глубина проникновения тепла в материал d~a (здесь a – температуропроводность, τ – время воздействия тепла). В непрерывном режиме τ≈dлаз/V и главным фактором является изменение скорости. В импульсно-периодическом режиме τ=τимп=сonst, а с уменьшением мощности вложение тепла уменьшается. В результате при проходе острых углов, где скорость падает из-за принципиальных инерционных свойств механики координатной системы, целесообразно от непрерывного режима переходить к импульсно-периодическому с пониженной средней мощностью.
Полученные данные позволяют сказать, что наилучшее качество лазерной резки даёт импульсно-периодический режим, но максимальную производительность при достаточно хорошем качестве обеспечивает непрерывный режим генерации лазера. При этом главное, чтобы был достаточный запас мощности излучения лазера и быстродействующие мощные приводы координатной системы с хорошей динамикой. А на острых углах – плавный переход в импульсно-периодический режим с управляемой от ЧПУ мощностью лазера. Такие режимы обеспечивают минимальную величину ЗТВ. В качестве технологического газа для увеличения скорости реза рекомендуется использовать кислород.
Итак, составим тех. процесс вырезки детали из нержавеющей стали 04Х18Н10 толщиной 1,0 мм и приведем его в табл. 3:
№ операции Содержание Тех. требования 005 Установить заготовку на рабочем столе установки с ЧПУ Trumpf Trumatic L 3030 Rotolas 010 Отпозиционировать систему ЧПУ установки относительно заготовки 015 Произвести резку детали В качестве технологического газа использовать кислород.
Режимы резки: V=3 м/мин; Рлаз = 220 Вт; режим излучения: на прямых учатсках – непрерывный; на острых углах – импульсно – периодический. 020 Снять деталь с рабочего стола установки 025 Произвести контроль размеров детали Линейка металлическая Табл.3. Маршрутная карта тех. процесса резки детали «накладка» на установке с ЧПУ Trumpf Trumatic L 3030 Rotolas
Заключение
В выполненной работе были определены наивыгоднейшие режимы резания лазером детали «накладка» из нержавеющей стали 04Х18Н10 толщиной 1,0 мм, сталь холоднокатаная зеркальная, с обжигом в вертикальной печи с применением едкого аммиака, с полированной поверхностью. Резание производилось при помощи лазерной установки с ЧПУ Trumpf Trumatic L 3030 Rotolas.
Для определения наивыгоднейших параметров резания, обеспечивающих наиболее высокое качество поверхности а так же определения состава технологического газа, нами был проведен ряд опытно-эскперементальных работ при фиксированных параметрах лазерного излучения (постоянная мощность, длительность и скважность импульсов) от цикла к циклу будем кратно увеличивать примерно в 2 раз, что позволит за 12 циклов пройти диапазон скоростей от 0,1 до 10 м/мин (величина скорости изменяется на 2 порядка).
На основании полученных результатов построены графики, определены наивыгоднейшие режимы резания металла и составлена маршрутная карта тех. процесса.
Список использованной литературы
1. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок / Под ред. В. Я. Панченко. М.: Физматлит, 2009.
2. Григорьянц А. Г., Жиганов И. И., Мискоров А. И. Технологические процессы лазерной обработки. М.: Изд-во МГТУ им. И. Э. Баумана, 2006.
3. Голубев В. С., Лебедев Ф. В. Физические основы технологических лазеров. М.: Высш. шк., 1987.
4. Лазерная техника и технология: В 7 кн. / Под ред. А. Г. Григорьянца. М.:Высш. шк., 1987.
5. Вейко В. П., Петров А. А. Опорный конспект лекций по курсу «Лазерные технологии». Разд.: Введение в лазерные технологии. СПб.: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2009.
6. Парфенов В. А. Технологические применения лазеров. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007.
7. Аллас А. А. Лазерная пайка в производстве радиоэлектронной аппаратуры. СПб.: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2007.
8. Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. 1985г. -208с.
9. Рыкалин Н.Н. Лазерная обработка материалов. «Машиностроение» 1975г. -296с.
10 Звелто Принципы лазеров 1990г. Издательство «мир».
16
1. Лазерные технологии обработки материалов: современные проблемы фундаментальных исследований и прикладных разработок / Под ред. В. Я. Панченко. М.: Физматлит, 2009.
2. Григорьянц А. Г., Жиганов И. И., Мискоров А. И. Технологические процессы лазерной обработки. М.: Изд-во МГТУ им. И. Э. Баумана, 2006.
3. Голубев В. С., Лебедев Ф. В. Физические основы технологических лазеров. М.: Высш. шк., 1987.
4. Лазерная техника и технология: В 7 кн. / Под ред. А. Г. Григорьянца. М.:Высш. шк., 1987.
5. Вейко В. П., Петров А. А. Опорный конспект лекций по курсу «Лазерные технологии». Разд.: Введение в лазерные технологии. СПб.: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2009.
6. Парфенов В. А. Технологические применения лазеров. СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 2007.
7. Аллас А. А. Лазерная пайка в производстве радиоэлектронной аппаратуры. СПб.: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2007.
8. Гладуш Г.Г. Физические процессы при лазерной обработке материалов. 1985г. -208с.
9. Рыкалин Н.Н. Лазерная обработка материалов. «Машиностроение» 1975г. -296с.
10 Звелто Принципы лазеров 1990г. Издательство «мир».
Вопрос-ответ:
Какие основные принципы лазерной резки металлов?
Основными принципами лазерной резки металлов являются концентрация светового пучка, нагревание и испарение материала, а также удаление расплавленного или испарившегося материала с помощью газового потока.
Какими методами можно применять лазерную резку?
Лазерную резку можно применять методом непрерывного режима и методом импульсно-периодического режима. В первом случае лазерное излучение непрерывно воздействует на материал, а во втором - импульсы излучения повторяются с определенной частотой.
Как влияет скорость резки и мощность излучения на величину зоны термического воздействия (ЗТВ)?
При увеличении скорости резки величина ЗТВ уменьшается. Однако в импульсно-периодическом режиме ЗТВ также уменьшается при увеличении мощности излучения. В непрерывном режиме кривые ЗТВ при разных мощностях проходят достаточно близко друг от друга.
Каким образом происходит удаление расплавленного или испарившегося материала при лазерной резке?
Удаление расплавленного или испарившегося материала при лазерной резке осуществляется с помощью газового потока. Газ подается в зону обработки, где он сбивает расплавленный материал и уносит его с поверхности обрабатываемого материала.
Где применяются лазерные технологии?
Лазерные технологии применяются в различных областях, таких как металлообработка, медицина, наука, производство электроники и многих других. Например, лазерная резка металла используется для изготовления деталей, гравировки и обработки поверхностей.
Какие основные теоретические принципы лежат в основе лазерной резки металлов?
Основным принципом лазерной резки металлов является использование сильного пучка лазерного излучения, который нагревает металл до высокой температуры и позволяет разделить его на две части. Это осуществляется за счет высокой плотности энергии в пучке, который сфокусирован на малую площадь. Кроме того, для эффективной лазерной резки необходимо правильно подобрать параметры лазерного излучения, такие как мощность, скорость резки и тип газа.
Каким образом применяются лазерные технологии на практике?
Лазерные технологии имеют широкий спектр применения в различных отраслях промышленности. Одной из основных областей применения является лазерная резка металлов, которая используется для создания деталей и изделий из металла с высокой точностью и качеством. Кроме того, лазеры применяются в маркировке и гравировке материалов, сварке, сверлении, обработке поверхностей и других процессах. Они также используются в медицине для хирургических операций, в научных исследованиях, в технологиях 3D-печати и многих других сферах.
Как влияют скорость резки и мощность излучения на величину зоны термического воздействия (ЗТВ)?
В целом, с увеличением скорости резки зона термического воздействия (ЗТВ) уменьшается. Однако этот эффект может быть разным в зависимости от режима работы - непрерывного или импульсно-периодического. В случае непрерывного режима, при разных мощностях лазерного излучения, кривые ЗТВ проходят достаточно близко друг от друга. В импульсно-периодическом режиме зона термического воздействия уменьшается с увеличением скорости резки и мощности излучения.
Зачем используют лазерные технологии?
Лазерные технологии используются для различных целей, таких как лазерная резка металлов, сварка, маркировка, снятие покрытий и т. д. Они обладают высокой точностью и скоростью работы, что делает их эффективными инструментами в различных отраслях промышленности.
Как осуществляется лазерная резка металлов?
Лазерная резка металлов осуществляется с помощью лазерного луча, который направляется на поверхность металла и разделяет его на нужные части. Лазерный луч имеет высокую энергию, которая позволяет проникать сквозь материал и мгновенно разрезать его. Такой метод резки обеспечивает высокую точность и качество обработки.
Какие материалы можно резать с помощью лазерной резки?
Лазерная резка может быть применена для резки различных материалов, включая металлы (сталь, алюминий, нержавеющая сталь), пластик, дерево, керамику и другие. Однако, для каждого материала может требоваться определенный тип лазера и настройка параметров резки.
Какие преимущества имеет лазерная резка металлов?
Лазерная резка металлов имеет ряд преимуществ перед традиционными методами резки. Она позволяет обрабатывать сложные геометрические формы, обеспечивает высокую точность и качество резки, минимальное влияние на материал и отсутствие физического контакта с поверхностью. Кроме того, лазерная резка позволяет автоматизировать и ускорить процесс обработки.