【摘要】：激光切割技術(shù)具有切割質(zhì)量好,切割速度快,熱變形小,污染少等優(yōu)點(diǎn),在工程上已經(jīng)有了很多應(yīng)用。隨著激光技術(shù)愈加成熟,激光切割的應(yīng)用領(lǐng)域也更加廣范,在復(fù)雜曲面上的切割也越來越多,因此研究復(fù)雜曲面激光切割設(shè)備及研究是很具有研究意義的。本文分析激光的原理,優(yōu)點(diǎn)特性和激光切割的機(jī)理,與其他加工方式的比較以及在工程的應(yīng)用。研究并設(shè)計(jì)分為A、C兩軸可以自由旋轉(zhuǎn)的激光切割運(yùn)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu),并對(duì)光路的傳輸和隨動(dòng)系統(tǒng)的準(zhǔn)確性進(jìn)行設(shè)計(jì)分析,通過可進(jìn)行平面機(jī)床X、Y、Z方向的聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)空間復(fù)雜曲面的工件的切割,并進(jìn)行動(dòng)力學(xué)仿真驗(yàn)證,結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)分析計(jì)算簡單的超音速噴嘴結(jié)構(gòu),并闡述了激光器的類別和相關(guān)特點(diǎn)并選擇。最后通過將復(fù)雜曲線段代替復(fù)雜曲面進(jìn)行ANSYS有限元仿真模型,采用APDL編程將高斯熱源和生死單元加載到workbench中,實(shí)現(xiàn)激光高斯體熱源沿著復(fù)雜曲面切割軌跡以及金屬受熱熔化除去過程的仿真。最后研究得到,發(fā)現(xiàn)復(fù)雜曲線段的銳角由于單位時(shí)間內(nèi)吸收熱量最大,溫度及熱效應(yīng)也都最大,溫度下降梯度也最慢,燒灼現(xiàn)象最明顯,圓弧段的溫度相比也比較大,而鈍角相比,冷卻后溫度下降最快,下降溫度梯度更快,切割質(zhì)量更好。當(dāng)降低切割速度,降低碳鋼工件板材厚度時(shí),單位時(shí)間沿著復(fù)雜切割軌跡的加熱熱量增多都使得工件溫度場整體升高,燒灼更加明顯,從而確定了本套設(shè)備,最好切割質(zhì)量,為進(jìn)一步分析和優(yōu)化激光切割提高切割質(zhì)量提供了理論依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG485
【圖文】：

圖 1.1 意大利普瑞瑪復(fù)雜曲面激光切割頭 圖 1.2 日本三菱復(fù)雜曲面切割頭Fig. 1.1 Laser cutting head in PRIMA Fig. 1.2 Mitsubishi cutting head1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀與國外相比,我國激光工業(yè)起步晚,基礎(chǔ)較差,整體水平相對(duì)滯后,且自動(dòng)化

圖 1.1 意大利普瑞瑪復(fù)雜曲面激光切割頭 圖 1.2 日本三菱復(fù)雜曲面切割頭Fig. 1.1 Laser cutting head in PRIMA Fig. 1.2 Mitsubishi cutting head1.2.2 國內(nèi)現(xiàn)狀與國外相比,我國激光工業(yè)起步晚,基礎(chǔ)較差,整體水平相對(duì)滯后,且自動(dòng)化

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2735753