三維激光切割加工(gōng)如何切割大角度斜面

　　激光切割通常是在水平面上或略帶小(xiǎo)角度傾角的闆材上進行的，但在大角度斜面上進行切割國(guó)内尚未見報道。圖1是汽輪機斜圍帶形孔型腔示意圖。材料厚度6mm，整個圓台面上約有(yǒu)60個型孔，圓台大于? 3000mm。要求加工(gōng)後各孔的間距誤差不超過± 0.05mm，節距累積總誤差不超過0.5mm；傾角a=31°，b=0.5°，q=41.37°，這三個角度的誤差要求都不小(xiǎo)于 ± 0.005°, 要求型腔表面光滑。過去一起采用(yòng)線(xiàn)切割進行加工(gōng)，生産(chǎn)效率低，工(gōng)作(zuò)量大，無法保證生産(chǎn)周期。因此，研究了用(yòng)激光切割替代常規線(xiàn)切割加工(gōng)方法，滿足批生産(chǎn)需要。

　　(1) 為(wèi)實現總傾角31.5°的斜面切割，需制作(zuò)圖2的高精(jīng)度切割工(gōng)裝(zhuāng)，工(gōng)裝(zhuāng)節距定位孔距的尺寸公(gōng)差控制在±0.01mm以内，圍帶采用(yòng)分(fēn)段加工(gōng)後組焊，解決了整圈斜圍帶超過? 3000mm。無法加工(gōng)的難題。

　　(2) 調整好激光加工(gōng)參數耦合，在激光功率P = 1260W，切割速度v = 1.4m/min，普通氧氣(純度99.8%)作(zuò)為(wèi)輔助氣體(tǐ)，氣體(tǐ)壓力為(wèi)0.08MPa時，可(kě)實現大角度斜面激光切割，切縫寬度約為(wèi)0.18mm。

　　(3) 激光頭噴嘴離工(gōng)件的距離變化和入焦量對切口質(zhì)量有(yǒu)重要影響，噴嘴離工(gōng)件太遠(yuǎn)将使切縫加寬，粗糙度提高，距離太近噴嘴很(hěn)容易與工(gōng)件發生碰撞。距離控制在離工(gōng)件0.5～0.8mm之間，切割後的型腔表面質(zhì)量較好。入焦量(即激光焦點在工(gōng)件内部的位置)約1mm，可(kě)保證切口平整，切縫入口處不出現倒角，獲得良好的表面加工(gōng)質(zhì)量。

　　(4) 由于是三維空間閉合曲面加工(gōng)，在加工(gōng)程序制作(zuò)上，既要考慮型面建模的精(jīng)度，又(yòu)要考慮程序直線(xiàn)插補步長(cháng)，實驗表明直線(xiàn)插補步長(cháng)取0.02mm，效果較好。

　　經萬餘個型孔加工(gōng)批量生産(chǎn)表明，采用(yòng)激光在大角度斜面上進行切割加工(gōng)是可(kě)行的，隻要激光參數耦合性合理(lǐ)，并控制好噴嘴離工(gōng)件的距離、入焦量、程序直線(xiàn)插補步長(cháng)，可(kě)實現31.5° 斜面，闆厚6mm工(gōng)件的精(jīng)度加工(gōng)，型孔加工(gōng)後粗糙度達Ra 3.2mm。單個型孔從原來線(xiàn)切割加工(gōng)時間為(wèi)90min，減少到激光加工(gōng)的34s，加工(gōng)效率提高百餘倍。

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