激光切割工艺实验课件.ppt

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1、激光切割工艺实验机械工程实验教学中心实验目的了解CO2激光加工设备的组成及其工作原理熟悉CO2激光与材料的交互作用了解CO2激光切割数控技术相关硬件掌握用NewCAM切割软件编制切割程序机械工程实验教学中心实验内容用NewCAM切割软件绘制零件，并操作TLV510CO2激光切割机床切割该零件观察CO2激光切割中碳钢过程中的各种现象改变切割速度、切割功率、出光方式（连续、脉冲）加工一字符零件比较在不同切割条件下所加工零件的质量差异机械工程实验教学中心仪器设备TLV510CO2激光切割机床空气压缩机组及后处设备20KW水冷机组NewCAM切割

2、软件200mm×200mm×1mm的Q235钢板1块高纯度氮气和氧气若干机械工程实验教学中心TLV510CO2激光切割机床返回机械工程实验教学中心20KW水冷机组返回机械工程实验教学中心NewCAM切割软件返回机械工程实验教学中心液态氮气和氧气返回机械工程实验教学中心实验原理激光加工技术是近十几年发展起来的一项高新技术，适用于金属材料、无机非金属材料、高分子材料和复合材料的激光表面强化与改性处理、激光PVD、激光CVD、激光非晶材料和纳米粉体和纳米薄膜制备、激光熔炼、激光焊接和切割、激光成形与快速原型制造等。在材料、机械、冶金、汽车、石油

3、、化工、电力、纺织及航空航天等行业有巨大的推广应用价值。激光切割是目前最为广泛的一种方式应用，它占激光应用的60%左右。机械工程实验教学中心实验原理与传统的板材加工方法相比，激光切割具有诸多优点：精度高：激光切割切口一般在0.10～0.20mm且表面粗糙度一般控制在Ra：12.5以上；热影响区、热应力及热变形均小。速度快：用1200WCO2激光切割2mm厚的低碳钢板切割速度可达5m/min～6m/min，切割5mm厚的有机玻璃速度可达12m/min。效率高：无机械冲裁时的冲击力，不存在刀具、模具的磨损现象，无需机械冲裁下料时的塔边，工件紧

4、密排列，可节省20%～30%的材料，切割一次成型，无需后续加工。机械工程实验教学中心实验原理柔性好：无需刀具和模具，结合计算机控制技术，可切割任意形状、尺寸的板材，尤其适合多品种、小批量、形状复杂零件的切割；非常适合新产品的开发，缩短研发周期，一旦产品图纸形成后，马上可以进行激光加工，你可以在最短的时间内得到新产品的实物。范围广：激光可以对高密度板、中密度板、胶合板、有机玻璃板、钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等进行加工；特别适合大件产品的加工，大件产品的模具制造费用很高，激光加工不需任何模具制造，而且激光加工完全避免材料冲剪时形成的塌边

5、，可以大幅度地降低企业的生产成本提高产品的档次。机械工程实验教学中心实验原理CO2激光切割设备，主要由激光器、导光系统、机床本体、数控系统等组成。典型的CO2激光切割设备的基本构成如下图所示。CO2激光加工系统组成图1－冷却水装置；2－激光气瓶；3－辅助气体瓶；4－空气干燥器；5－数控装置；6－数控系统；7－伺服电动机；8－切割工作台；9－割炬；10－聚焦透镜；11－丝杆；12－反射镜；13－激光束；14－反射镜；15－激光器；16－激光电源；17－伺服电动机和割炬驱动装置机械工程实验教学中心实验原理激光器激光形成原理：当一个激活物质受到

6、外界作用产生辐射时，在光学谐振腔内其传播方向与腔体轴向方向相同的光子将引起其它激发态的激活媒质产生感应跃进（即受激辐射），并得到迅速的增强而获得增益（其它方向的光子很快的离开边界消失掉）。若这种增益能补偿由其他原因（如界面透过、吸收、散射、衍射等）造成的损失，则这种传播就会持续地进行下去，形成光谐振，并由输出端输出，形成相位一致、波长一定、方向性极强的电磁波，即形成激光。机械工程实验教学中心实验原理激光器对激光器有不同的分类方法，一般按工作介质的不同来分类，在可以分为固体激光器、气体激光器、半导体激光器和液体激光器。机械工程实验教学中心实

7、验原理固体激光器一般讲，固体激光器具有器件小、坚固、使用方便、输出功率大的特点。广泛应用于电子、轴承、钟表、眼镜、通讯产品、电器产品、汽车配件、塑胶按健、五金工具、医疗器械等行业。机械工程实验教学中心实验原理半导体激光器是以半导体材料作为工作介质的。目前较成熟的是砷化镓激光器，发射840nm的激光。另有掺铝的砷化镓、硫化铬硫化锌等激光器。激励方式有光泵浦、电激励等。这种激光器体积小、质量轻、寿命长、结构简单而坚固，特别适于在飞机、车辆、宇宙飞船上用。机械工程实验教学中心实验原理液体激光器常用的是染料激光器，采用有机染料为工作介质。利用不同

8、染料可获得不同波长激光。液体激光器工作原理比较复杂。输出波长连续可调，且覆盖面宽是它的优点，主要应用于分光光谱、光化学、医疗和农业。机械工程实验教学中心实验原理几种CO2激光器的主要特性光束能