电加工02

电火花线切割加工基本原理

线切割加工（WEDM），基本原理

是利用电极丝对工件进行脉冲火花

放电。脉冲电源发出一连串的脉冲

电压，加到工件和钼丝上。当钼丝

与工件的距离小到一定程度时，在

脉冲电压的作用下，工作液被击穿，

在钼丝与工件之间形成瞬间放电通

道，产生瞬时高温，使金属局部熔

化，甚至汽化而被蚀除下来，切割

成型。

1、数控装置

2、贮丝筒

3、导轮

4、电极丝

5、工件

6、工作液

供给装置7、工作台8、脉冲电

源9、工作液箱10、步进电机

电火花加工和线切割加工的区别

1.加工原理是一样的，都是利用电火花电腐蚀加

工零件。

2.被加工的零件都是金属导体。

3.线切割加工的零件是为直线通孔；电火花加工

的零件即可是通孔，也可以是盲孔。

4.线切割加工常用电极是钼丝（快走丝）和黄铜

丝（慢走丝）；电火花加工常用电极是紫铜或

石墨材料。

5.线切割加工不用做电极，只需要电极丝。电火

花加工需要制做专用电极。

电火花机床的加工步骤：

1

机床电

源开启

2

机功床能

保检养查

3

图纸分析

4

安装校正电极工件

5

电极工件

位置找正

6

加工参数

设定

7

开启油泵

8

启动加工

异常状况解除方法：开始挤模无电源

显示

放电不稳定加工

无电流无加工液

速度慢损耗大电极线是否松脱、电极是否不导电、电压是否太低

没有三相电源输入、电源线

是否脱落、紧急开关被按下加工材质设

定是否正确、

电极极性是

否正确、参

数条件匹配

不当 1.油泵转动方向是否正确2.工作液是否足够3.油泵内是否有油4.油泵电机是否故障5.油泵电源

是否松脱

电极松动、负极性放电、参数

设定不匹配、冲油方式不当.电极松动、负极性放电、电极夹头松动传动皮带太松或太紧

课题三、线切割加工技术

线切割加工机床的分类：根据电极丝的运行速度不同，线切割机床通常分为两类：一类是高速走丝电火花线切割机床（WEDM-HS），其

电极丝作高速往复运动，走丝速度为8～10m/s，电极丝可重复使用，加工速度较高；另一类是低速走丝电火花线切割机床（WEDM-LS），其电极丝作低速单向运动，走丝速

快走丝慢走丝

度低于0.2m/s ，电极丝放电后不再使用，工作平稳、均匀、抖动小、加工质量较好，但加工速度较低。

线切割加工断丝处理方法：加工过程中经常遇到断丝问题，主要原因可能是脉冲电源参数选择不当，工作液浓度不合适，运丝系统不正常等原因，也可能是与进给速度不恰当、工件变形有关。应首先关闭高频电源和加工开关，再关闭水泵电动机、运丝电动机，检查电极丝断丝的位置并判断原因所在，再采取相应的措施。把变频调置在“手动”一边；开启加工开关，让工件继续按程序走完，直回到起始点位置，最后再重新按程序加工。

线切割加工手工编程：

3B 格式编程实例：

B2000 B3000 B3000 GY L2

B2 B3 B3000 GY L2

坐标值

取绝对值终点在第

二象限取

L2

X 和Y 同时按比例缩放Y 轴投影较

长，取GY

终点在X 轴反方向取GxL3B13500B0B13500Gxl3或 B B B13500 GxL3轴上的点只写分隔符号

3B 格式编程实例：

B3000 B4000 B17000 GY SR3

J1=3+5=8mm J2=4+5=9mm 顺时

针切

割SR 取起点坐

标绝对值总计数长度J1+J2终点坐标绝对值小的

方向为计数数方向

起点在第三象限

练习：

以 a 点为起点，按箭头方向手工编制3B程序：

3B程序：

N1 BBB40000GYL2；

N2 BBB10000GXL3；

N3 B10000B10000B10000GXL3；

N4 B10000B10000B10000GXL2；

N5 BBB10000GXL3；

N6 B16000B12000B16000GXL3；

N7 B6000B8000B8000GXNR2；

N8 B16000B12000B16000GXL4；

N9 BBB10000GXL1；

N10 B10000BB20000GXSR2；

N11 BBB10000GXL1；

锥度加工、上下异形加工的方法锥度切割上下异形切割变锥切割

锥度切割:

锥度切割时，首先进入“模拟切割”或“加工”画面，再按Ｆ３，显示“模拟参数设置子菜单”，然后按Ｇ、回车键，进入“锥度参数设置子菜单”，如下：

模拟参数设置子菜单

Ｖ．Ｆ．变频

Ｏffset 补偿值Ｇrade 锥度值Ｒatio 加工比例Axis 坐标转换Loop 循环加工Speed 步速XYUV 拖板调校Process 控制Hours 机时Degree锥度File2 异形文件Width工件厚Base 基准面高Height丝架距Idler 导轮半径Vmode 锥度模式Rmin 等圆半径Cali．校正计算锥度参数设置子菜单

Ｖ．Ｆ．变频－１.切割时钼丝与工件的间隙，数

值越大，跟踪越紧

Ｏffset 补偿值－２.设置补偿值／偏移量

Ｇrade 锥度值－３.按[Enter]键，进入锥度设置子

菜单

Ｒatio 加工比例－４.图形加工比例

Axis 坐标转换－５.可选八种坐标转换，包括镜像

转换

Loop 循环加工－６.循环加工次数

Speed 步速－７.进入步进电机限速设置子菜单XYUV 拖板调校－８.进入拖板调校子菜单

Process 控制－９.按[ENTER]键进入控制子菜单

Hours 机时－10.机床实际工作小时

设置方法：

1.5.6.7.8.9.按[Enter],［PageUp］,［PageDown］或左右箭头键

2. 3. 4.按［Enter］后，输入数值（单位：2：mm，3：角度）

Degree 锥度－１．设置锥度角度

File2 异形文件－２．按［Ｅnter］键选择上图文件Width 工件厚－３．工件厚度

Base 基准面高－４．尺寸面与下导轮中心距离

Height 丝架距－５．机床丝架距（导轮中心距）

Idler 导轮半径－６．作切点补偿用，不需要时可设为0 0Vmode 锥度模式-7. 锥度机构模式：小拖板/摇摆导

轮/摇摆丝架

Rmin 等圆半径－8．等圆半径（最小Ｒ值），加工图

形中小于该Ｒ值的圆弧将作等圆弧处理Cali．校正计算－9．对基准面高Ｂase和丝架距Ｈeight

作较正计

设置方法：按回车键后，输入数值,再按回车键。

丝架原理图：

上下异形切割：

上下异形切割，须把工件的上下面图形分别编程，生成２个３Ｂ指令文件，存放在图库里，以下

图为例：设圆形为工件上面图形，六边形为工件下

面图形，其３Ｂ指令文件已存放在图库里。

1.首先进入“模拟切割”或“加工”画面

2.先调入下面图形３Ｂ指令文件。

3.按Ｆ３、Ｇ进入“锥度参数设置子菜单”

4.光标移到File2异形文件，按回车，再把光标

移到上面图形３Ｂ指令文件，按回车，再按

ＥＳＣ退出，即可显示上下面两个图形叠加。

5.把Ｆ１，回车，再按回车，即开始模拟

切割或加工。

注：当上下图形３Ｂ指令段数不相同时，须在

编程时对指令段数少的图形进行分段，使上下

图形指令段数相同（如右图）。上下异形加工

时一定要上下图形从同一个起点加工。且上下

图形的加工方向要相同。

变锥切割：

变锥切割时，须把要切割的３Ｂ程序调出来，根据实际需要，在相应３Ｂ程序前输入锥度角。以下图为例（设已编程存在图库里）：Ｎ１：ＢＢＢ4000 GYL2Ｎ２：ＢＢＢ10000 GYL2Ｎ３：ＢＢＢ10000 GXL3Ｎ４：ＢＢＢ10000 GYL4Ｎ５：ＢＢＢ10000 GXL1Ｎ６：ＢＢＢ4000 GYL4

即：

Ｎ１：ＢＢＢ4000GYＬ2 DEG=2

Ｎ２：ＢＢＢ10000GYＬ2 DEG=5

Ｎ３：ＢＢＢ10000GXＬ３DEG=3

Ｎ４：ＢＢＢ10000GY4 DEG=2

Ｎ５：ＢＢＢ10000GXＬ１Ｎ６：ＢＢＢ4000GYＬ４

1.在主菜单下按Ｆ再按回车，把图库ＷＳ—Ｃ的文件调出来，把光标移到要切割的３

Ｂ文件，按回车，即显示３

Ｂ程序：

2. 假设②段的锥度角为２度，把光标移到Ｎ２:之前，按回车，输入ＤＥＧ＝２；

假设③段的锥度角为５度，把光标移到Ｎ3：之前，按回车，输入ＤＥＧ＝５；

……

变锥切割：

3. 完成变锥角度设定后，按Ｆ３，回车，把３Ｂ指令储存。按ＥＳＣ退出，即可进行变锥切割。切割时，３Ｂ程序中插入的锥度角，将与Ｆ３参数里的锥度角相加，因此，变锥切割时Ｆ３参数里的锥度角一般设０度。

4. 用上下异形切割方法也可以进行变锥切割，对变锥工件的上下面图形分别编程，生成上下图形两个３Ｂ指令文件，即可用上下异形切割方法进行变锥切割。

电火花加工技术概述

《先进制造技术》课程学习报告 题目：电火花加工技术概述 专业：机械类 姓名：喻娇艳 年级：2013级 班级：机械类 1306 班 学号：201303164193 武汉科技大学机械自动化学院 2016年 6月 10日

电火花加工技术概述 喻娇艳 （武汉科技大学机械自动化学院, 湖北 ,武汉） （13 级机械类专业,学号 201303164193 ） 摘要：电火花加工（ Electrospark Machining ）在日本和欧美又称为放电加工（ Electrical Discharge Machining, 简称EDM） ,是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺,本文从电火花加工的 研究现状、基本原理、发展前景等三方面加以论述关键词：电火花加工的研究现状基本原理 . 发展前景 Summarize of Electrospark Machining Technique YU Jiao-yan (College of Machinery and Automation, WuHan University of Science and Technology, HuBei WuHan 430074) Abstract : Electrospark Machining Technique is also called Electrical Discharge Machining(EDM) in Japan and Occident,it ’s a new technology of machining using electrical and heat energy directly.This article discusses it in addition in three aspects including it ’s research status,fundamental principle,future prospects,etc. Keywords: Research status;Fundamental principle; Future prospects 1、前言 从前苏联科学院拉扎连柯夫妇在1943 年研制出世界上第一台实用化电火花加工装置以 来,电火花加工已有 70 多年的历史 ,发展速度是惊人的 ,目前已广泛应用于机械、宇航、航空、电子、电机、仪器仪表、汽车、轻工等行业,它不仅是一种有效的机械加工手段,而且已经成为在某些场合不可替代的加工方法.例如 ,在解决难、硬材料及复杂零件的加工问题时,应用电火花加工技术十分有效 . 据统计 ,目前电火花加工机床的市场占有率已占世界机床市场的6%以上 .而且随着科学技术的不断发展 ,现代制造技术极其相关技术为电火花技术的发展提供了良好机遇.柔性制造、人工智能技术、网络技术、敏捷制造、虚拟制造和绿色制造等现代制造技术正逐渐渗透到电 火花加工技术中来 ,给电火花加工技术的发展带来了新的生机.近年来 ,国内外很多研究机构对电火花加工技术进行了大量的研究,并且在许多方面取得了显著进展[1-5]. 2、电火花加工技术的研究现状 经过60 多年的发展,电火花加工技术已日趋完善.2011年第十二届中国国际展览会 上 ,40余家国内外特种设备生产商携机参展.在高速铣削技术日趋成熟且飞速发展的今天,包

数控机床的批量自动化调试技巧

58 数控机床的批量自动化调试技巧 刘晨燕 林旭韡 上海机床厂有限公司 （200093） 在市场经济中，如何始终保持本公司产品的竞 争优势已是企业管理者棘手的问题。在此情况下，对企业的技术人员提出了更高的要求，对数控系统调试的过程须讲究标准化作业。这项工作不但是为了减少步骤，提高调试的效率，更重要的是避免了在调试过程中出现的种种疏忽而给售后服务带来的隐患，间接降低了企业运营成本。 本文着重对数控机床的数控调试做一些阐述，对象是SIEMENS 810/840D 数控系统，方法有： (1)NC ADV ANCED PROGRAM （适用于调试）； (2)EXCEL SHEET （适用于诊断）； (3)OEM 扩展，OEM VB 调试工具（适用于所有）。 1 NC ADVANCED PROGRAM（SW4.3以上） 本方案优点是无需任何工具，只要权限够编程和执行程序就可以，而缺点则是编写指令繁琐，对字段的完整性要求较高。 “NEWCONF” 用语言指令 NEWCONF， “NEW_CONFIG” 有效级的所有机床数据都被设置为有效。功能与按钮键上的“MD 有效设置”相对应。在运行NEWCONF 功能时会出现一个隐含的进刀停止，也就是说轨道运行会停止。 在调试前事前准备一个MPF或SPF，用软驱或U 盘导入到系统中，（如有必要需要把程序执行回零限制位置零，一般在调试初期回零限位等开关都还未安装到位，这些条件将会限制程序的执行），执行程序，相应的参数即被修改，文本内容如下：N10 $MA_MAX_AX_ACCEL[Z]=0.05 N20 $ON_NUM_AXES_IN_SYSTEM=12 N30 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[0]="X" N40 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[1]="Z" N50 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[2]="U" N60 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[3]="SW" N70 $MN_AXCONF_MACHAX_NAME_TAB[4]="SR" N80 $MC_MM_NUM_AC_MARKER=50 N90 $MC_MM_NUM_AC_PARAM=50 N100 $MC_MM_NUM_R_PARAM=10000 N110 $MN_MM_NUM_CURVE_TABS=4 N120 $MN_MM_NUM_CURVE_SEGMENTS=400 N130 $MN_MM_NUM_CURVE_POLYNOMS=400 … N200 NEWCONF N210 M02 至此，上述所指定的机床参数已经被修改成所要的数值，生效条件视具体情况而定，PO级的就需要NCK RESET，若修改参数较多且设计参数类型较广的，推荐进行NCK RESET，以使之完全生效。 注意：如果有$MM类型的参数，修改之后可能会导致系统内存的重新分配，必须及时做备份并立即还原，使被修改的参数生效并保持系统正常运行。 像这类的应用其实还可以用在加工程序里面，对于那些大型的加工设备，通常会有些加工程序的模板，可能设备之间有一点小差别，所以这就对模板的设计有所要求。举例来说，在确定轴移动的速度上每台设备的最大移动速度都不太一样，这样的话就可以先用R参数读出最大轴速度然后再取80%应用到F指令上。 N10 R10=$MA_MAX_AX_VELO[Z] N20 G91 G01 Z=100 F=R10*0.8 再例 G00 Z=$MA_REFP_SET_POS[0,AX3]； Parking wheel carriage Z 2 EXCEL SHEET 在 NCDDE 中的应用 该方法主要用于诊断。它的优点是随手可得，而缺点则是目前只可读取，写的操作还在摸索中。

激光切割机工作原理

激光切割机工作原理及说明 1.定义：主要用于将板材切割成所需形状工件的激光加工机床，也是利用激光束的热能实现切割的设备。 2.简介： 激光切割是指将激光束照射在工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，已达到切割和雕刻的目的。它是利用从激光发生器发射出的激光束，经光路系统聚焦成高功率密度的激光束照射条件，激光热量被工件材料吸收，工件温度急剧上升，到达沸点后，材料开始汽化并形成孔洞，伴随高压的气流，随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝。 具体的激光切割细节： 激光切割是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机的控制下，通过脉冲激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定的频率、一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个细微的，高能量密度的光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或汽化被加工材料。一个高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，激光加工切割头与被加工材料按预先设计好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。 激光切割机组成部分： ⑴机床主机部分:激光切割机机床部分，实现X、Y、Z轴的运动

的机械部分，包括切割工作平台。 ⑵激光发生器:产生激光光源的装置。 ⑶外光路:折射发射镜，用于将激光导向所需要的方向。 ⑷数控系统：控制机床实现X、Y、Z 轴的运动，同时也控制激光器的输出功率。 ⑸稳压电源：连接在激光器，数控机床与电力供应系统之间。 ⑹切割头：主要包括腔体、聚聚焦透镜座、聚焦镜、电容式传感器和辅助气体喷嘴等零件。 ⑺操作台：用于控制整个切割装置的工作过程。 ⑻冷水机组：用于冷却激光发生器 ⑼气瓶：包括激光切割机工作介质气瓶和辅助气瓶，用于补充激光震荡的工业气体和供给切割头用的辅助气体。 ⑽空压机、储气罐：提供和存储压缩空气。 ⑾空气冷却干燥机、过滤器：用于向激光发生器和光束通路供给洁净的干燥空气，以保持通路和反射镜的正常工作。 ⑿抽风除尘机：抽出加工时产生的烟尘和粉尘，并进行过滤处理，使废气排放符合环境保护标准。 ⒀排渣机：排除加工时产生的边角余料和废料等。 金属激光切割机优点： 精度高；速度快；热影响区小、不易变形；性价比极高；使用成本很低；后续维护费用很低；性能稳定、可保持持续生产。

自动化车床管理

40组 xzd zzx cjc 自动化车床管理 摘要 本文是为解决自动化车床连续加工中出现的故障及更换刀具的问题。有效的发现并解决故障，可以提高自动化车床生产加工的效率，减少生产成本以及优化企业生产管理。为解决题目中三个问题，我们建立了三个优化模型。 对于问题一，我们把每个零件损失费的期望F确定为评价指标，建立了一个离散型随机优化模型。首先，我们对已知数据进行合理性分析，并通过卡方拟合优度检验，认为刀具寿命服从正态分布。然后，我们利用计算机枚举出所有换刀间隔与检查策略，求得最优解即每个零件损失费期望最小值为2.9696元/件。此时检查间隔n为251件,刀具更换间隔m为524件。最后，我们还对结果进行了可行性分析，发现方案符合实际。 对于问题二，考虑到零件的检查工作存在误差,势必使总的损失费用增加，我们在模型一的基础上建立模型二。首先根据实际，我们分四种情况计算了刀具故障损失费。然后，我们假定其它故障服从均匀分布，计算了其它故障损失费。最后，我们以每个零件损失费期望最小为目标函数，建立了一个单目标优化模型，并通过计算机穷举出所有方案，求的最优解为9.5229元/件。此时，检查间隔n为18件,刀具更换间隔m为540件。 对于问题三，考虑到误检停机损失费远高于一次检查费，我们在模型二的基础上调整了检查方案建立了模型三。其中新检查分案为：若一次检查零件合格，则再检查一次，若仍然合格，则认为工序无故障，否则认为出故障；若一次检查零件不合格，则认为出故障。首先，我们对以上新检查方案进行了简要评估，发现其有效降低了误检率。然后，我们用类似问题二的解决方法，求得最优解为7.8711元/件，最小损失费比模型二减少了17.35%。此时检查间隔n为58件,刀具更换间隔m为522件。 最后，我们从五方面对模型三进行了灵敏性分析。我们分别单独把零件损失费、检查费、调节恢复费、换刀费、误检停机损失费降为200元、10元、2000元、1000元、1000元，发现每个零件损失费期望值各降低了16.85%、4.75%、2.06%、4.13%、1.45%.虽然参数变化幅度不相同，但我们还是能明显看出零件损失费和换刀费对总损失费的影响是很大的，调节恢复费对损失费期望影响很小。 关键词: 离散型随机优化模型正态分布卡方拟合优度检验灵敏性分析

组合化学

组合化学 组合化学(combinatorialchemistry)是近十几年来刚刚兴起的一门新学科。经过短短的十余年特别是近六七年的发展,组合化学已渗透到药物、有机、材料、分析等化学的诸多领域,随着自动化水平的提高,组合化学已成为目前化学领域最活跃的领域之一。 组合化学的出现大大加速了化合物的合成与筛选速度,有人作过这样的统计:1个化学家用组合化学方法2～6周的工作量,就需要10个化学家用传统化学方法花费一年的时间来完成。由此,组合化学对很多领域的化学合成方法带来了冲击。组合化学的出现是药物合成化学上的一次革新,是近年来药物领域的最显著的进步之一,以至于国外许多医药公司的实验室纷纷成立了专门从事组合化学的研究小组;组合化学出现以前,新材料的开发一直沿用试凑法(try and derror),效率很低,而且浪费了大量的人力、物力. 进入20世纪90年代以来,组合化学在材料合成领域取得了突破性进展,成为未来开发新材料的必由之路。正因如此,组合化学从其一诞生起,便引起了科学家的广泛兴趣,发展也可谓日新月异。本文拟从组合化学的发展历史、原理、方法及应用等几个方面做一简单介绍。 1、组合化学的发展历史 组合化学起源于人们对自然界认识、研究的加深。众所周知,自然界仅有20种天然的氨基酸,而这些氨基酸却组成了千千万万种形态、功能各异的蛋白质。原因有很多,其中很重要的一点就是氨基酸在构成蛋白质时,彼此之间有很多种不同的连接顺序,这就是组合原理的体现。例如,20种氨基酸,根据组合原理,可形成206种不同的六肽(而且还不考虑空间构象)。1963年,Merrifield利用固相技术合成了多肽,作到了产物与反应试剂的有效分离,为组合化学的发展奠定了基础。20世纪80年代中期以后,一些科学家开始将组合原理应用到化学合成领域(最初主要是肽库的合成),其中以Hought en的“茶叶袋”(teabags)法和Furka的混分(miｘand split);最具代表性,混分法的出现更是标志着组合化学进入了一个崭新的发展阶段。近六七年来伴随着电脑的普及和自动化水平的提高,组合化学由最初的药物合成领域延伸到有机小分子及无机材料合成领域,大大加速了新药、新材料的发现速度。 2、组合化学的定义 我们可以为组合化学下这样一个定义:组合化学是一门将化学合成、组合理论、计算机辅助设计及机械手结合一体,并在短时间内将不同构建模块用巧妙构思,根据组合原理,系统反复连接,从而产生大批的分子多样性群体,形成化合物库(compound lib rary),然后,运用组合原理,以巧妙的手段对库成分进行筛选优化,得到可能的有目标性能的化合物结构的科学。 3、组合化学在有机领域的应用 组合化学在有机领域最引人注目的成就是对传统药物合成化学的冲击。药物的开发是一个耗时耗费的过程,据报道,一种新药从开始研制到上市,需8～10年的时间,研究费用高达2～5亿美元。药物的研制历程之所以这样长,很重要的原因是先导化合物的发现与优化速度缓慢。组合化学能够大大加快化合物库的合成及筛选速度,从而大

电解加工机床

一：电解加工机床：是利用金属在电解液中发生电化学阳极溶解的原理将工件加工成形的一种特种加工方法。加工时，工件接直流电源的正极，工具接负极，两极之间保持较小的间隙。电解液从极间间隙中流过，使两极之间形成导电通路，并在电源电压下产生电流，从而形成电化学阳极溶解。随着工具相对工件不断进给，工件金属不断被电解，电解产物不断被电解液冲走，最终两极间各处的间隙趋于一致，工件表面形成与工具工作面基本相似的形状。 二：电解加工设备：是一个完整的配套系统，由机床、电源、输液系统以及控制系统四大部分组成，机床是设备的主体，进行电解加工的场域，其主要功能除安装、定位工件和工具电极并按需要送进工具电极外，还必须将加工电流和电解液输送到加工区。本次设计的主要内容是完成该机床的机械本体、主传动系统、主轴系统、引电系统的三维造型设计。 并使电源以一定的方式提供工件发生阳极溶解需要的电能；电解液系统存储电解液。 三：机床在进行总体设计时：必须以该设备的工作条件，加工对象的特点和加工的基本要求作为总体设计的基础和出发点；同时要确定机床主要部分的功能、组成、基本方案和相互间的匹配关系，然后，一次为基础进行总体布局。根据设计任务书的要求选定设备的总体规格、性能、技术要求；最后定出总体方案。由于电解设备各部分的相对独立性较大且专业领域各异，因此总体设计对于确保设备的整体性能和水平是极为重要的一环，特别是各组成部分之间的相互匹配、协调尤为重要，这是电解加工设备设计的独特之处。

电解加工机床的各部分的选用是综合考虑了设计任务书提出的加工条件和工艺参数以及加工对象的精度、粗糙度、效率的要求之后确定的。有些参数定量的计算主要是根据经验公式估算的，其中的经验系数均选自国内外先进机床的设计数据，有些已在设计过程及验算过程中被证实。 四设计内容:1)主轴系统设计：步进电机、轴承座、主轴、电刷等组成。因此，主轴系统的设计主要是完成驱动主轴运动的电机的选型，减速器、联轴器的确定以及丝杠、轴承、导轨等主要零部件的设计计算及校核。2)工作台设计:

电火花加工报告技术

电火花加工技术 一：电火花技术概述 电火花加工是利用两极见脉冲放电时产生的电腐蚀现象，放电时局部瞬时产生的高温把金属蚀除下来。 早在十九世纪，人们就发现了电器开光的触点开闭时，以为放电，使接触部位烧蚀，造成接触面的损坏。这种放电引起的电极烧蚀现象叫做电腐蚀。起初，电腐蚀被认为是有害的，为减少和避免这种有害的电腐蚀，人们一直在研究电副食产生的原因和防止的办法。当人们掌握了它的规律之后，便创造条件，转害为益，把电腐蚀用于生产中。1870年，英国科学家普利斯特里最早发现电火花对金属的腐蚀作用。当两极产生放电的过程中，放电通道瞬时产生大量的热，足以使电极材料表面局部熔化或汽化，并在一定条件下，熔化或汽化的部分能抛离电极表面，形成放电腐蚀的坑穴。直到1934年，前苏联科学家拉扎连柯等把电火花对金属的腐蚀作用利用起来。 后来，人们进一步认识到，在液体介质中进行重复性脉冲放电时，能够对导电材料进行尺寸加工，因此，创立了“电火花加工法”。电火花加工技术作为特种加工领域的重要技术之一，最早应用于二战时期折断丝锥取出时的加工。随着人类进入信息化时代，电加工技术取得了突飞猛进的发展，可控性更高，数字化程度更好。 在中国电火花加工技术起步稍晚。根据中国的国情，实现电火花加工技术的原始创新是很困难的，只能采取引进消化吸收再创新的策

略，因为这套系统集成了很多学科领域的知识，如计算机的软硬件、微电子、数控、电力半导体、机械技术、电气技术等，是多方面、多学科集成的产品，是比较复杂的高科技产品。国内现在显然还没有一个能够独立进行原始创新的团队，因此注定要经历一个长时间痛苦的积淀过程，所以我认为中国的电火花技术创新之路别无选择。政府也越来越认识到高校已经不再是创新的主战场，必须依托企业才能实现。 制造业是一个传统行业。一个国家的发展终归要落脚于制造业，因此作为基础工业，制造业必定拥有永久的生命力，而电加工行业也不例外。随着各项技术的不断发展，电加工技术也在进步，至于一项技术能够发展多久，也要看这个行业中的人怎样去尽心敬业、钻研并推进它。 二: 加工原理及原理图 电火花加工是利用浸在工作液中的两极间脉冲放电时产生的电 蚀作用蚀除导电材料的特种加工方法，又称放电加工或电蚀加工，英文简称EDM。 电火花加工时，脉冲电源的一极接工具电极，另一极接工件电极，两极均浸入具有一定绝缘度的液体介质（常用煤油或矿物油或去离子水）中。工具电极由自动进给调节装置控制，以保证工具与工件在正常加工时维持一很小的放电间隙（0.01～ 0.05mm）。当脉冲电压加到两极之间，便将当时条件下极间最近

自动化车床问题概述(doc 28页)

自动化车床问题概述(doc 28页)

五组 自动化车床问题 摘要 本文是自动化车床中道具的检测与更换问题。在已知生产工序的费用参数和故障记录的情况下，建立随机模型，得出工序设计效益最好的检查间隔和刀具更换策略。 首先我们对附表中的数据在6SQ软件拟合中进行分析并在MATLAB中对其进行假设检验，发现其服从X(600，1962)的正态分布。 对于问题一，我们以每个正品的平均费用作为评价指标。我们规定一个周期内我们最多进行次检测，每次检测的零件序号为c i(i=1，2，··，n)。通过规定等概率间距对刀具零件进行检测。同时将总费用和生产正品的期望分为未达到最大检测次数前和达到最大检测次数两部分。然后，通过穷举法求解出不同间距和不同检验次数时，每个正品的平均生产最小费用，我们得出其最优解。其结果为：检验次数为9次，检验的零件数序号分别为：58 ，99，135，167，196，221，244，263，281。换刀的间距为281零件。而平均每个正品零件花费为：4.5913元。 对于问题二，我们采用单策略模型。由于正品的来源分为两个部分。因此在检测时存在误判问题。我们通过分析未达到最大检测次数前和达到最大检测各元素的来源，从而得出各元素的表达方法。最后通过matlab对不同间距和不

同次数的花费进行比较，最后得出最优解。其结果为：检验次数为10次，检验的零件数序号为：82，101，152，184，211，237，253，275，300，321。换刀的间距为：320。平均均每个正品零件花费为：9.3912元。 对于问题三，我们采用双策略模型。由于问题二中误判率较大，对生产工序有较大的误导作用，因此我们采用双策略模型即一次检验连续检查两个零件，这样通过概率计算工序正常时生产的产品合格率为96.04%，工序不正常时生产的产品合格率为16%。这样误判率就大大的降低。然后可以再通过穷举法，得出最优解。 关键词：6SQ拟合等概率间距单策略双策略穷举法 1.问题的重述 工业生产中，自动化车床刀具的检测与磨损是比较常见的问题，如何检测何时更换刀具将直接影响生产成本。 在本文中，我们将从某个方面对其合理规划，使生产工具平均成本最小。刀具更换背景： 一道工序用自动化车床连续加工某种零件，由于刀具损坏等原因该工序会出现故障，其中刀具损坏故障占95%, 其它故障仅占5%。工序出现故障是完全随机的, 假定在生产任一零件时出现故障的机会均相同。工作人员通过检查零件来确定工序是否出现故障。现积累有100次刀具故障记录，故障出现时该刀具完成的零件数如附表。现计划在刀具加工一定件数后定期更换新刀具。 已知生产工序的费用参数如下： 故障时产出的零件损失费用f=200元/件； 进行检查的费用t=10元/次； 发现故障进行调节使恢复正常的平均费用d=3000元/次(包括刀具费)；

激光加工技术

激光加工技术 班级：学号： 摘要:作为20世纪科学技术发展的主要标志和现代信息社会光电子技术的支柱之一，激光技术和激光产业的发展受到世界先进国家的高度重视。本文论述了激光加工技术的主要内容，以及它的加工原理、特点及其应用。 关键词：激光技术特点应用 1.引言 激光技术是20世纪60年代初发展起来的一门新兴科学，在材料加工方面，已逐步形成一种崭新的加工方法——激光加工（Lasser Beam Machining 简称LBM）。由于激光加工不需要加工工具、而且加工速度快、表面变形小，可以加工各种材料，已经在生产实践中愈来愈多地显示了它的优越性，所以很受人们重视。 激光技术在我国经过30多年的发展，取得了上千项科技成果，许多已用于生产实践，激光加工设备产量平均每年以20％的速度增长，为传统产业的技术改造、提高产品质量解决了许多问题，如激光毛化纤技术正在宝钢、本钢等大型钢厂推广，将改变我国汽车覆盖件的钢板完全依赖进口的状态，激光标记机与激光焊接机的质量、功能、价格符合国内目前市场的需求，市场占有率达90％以上。 2.激光技术研究的主要内容 （1）激光加工用大功率CO2和固体激光器及准分子激光器的引进机型研究，提高国产机水平；同时开发和研制专用配套的激光加工机床，提高激光器产品在生产线上稳定运行的周期，力争在国内建立较全面的加工用激光器的生产基地。 （2）建立激光加工设备参数的检测手段，并进行方法研究。 （3）激光切割技术研究。 （4）激光焊接技术研究。 （5）激光表面处理技术研究。

（6）激光加工光束质量及加工外围装置研究。 （7）择优支持2~3个国家级加工技术研究中心，开展激光加工工艺技术研究，重点是材料表面改性和热处理方面的研究和推广应用；开展激光快速成形技术的应用研究，拓宽激光应用领域。 3激光加工的原理和特点 3.1．加工原理和特点 1）聚集后，光能转化为热能，几乎可以熔化、气化任何材料。例如耐热合金、陶瓷、石英、金刚石等硬脆材料都能加工。 2）激光光斑大小可以聚集到微米级，输出功率可以调节，因此可用以精密微细加工。 3）加工所用工具是激光束，是非接触加工，所以没有明显的机械力，没有工具损耗问题。加工速度快、热影响区小，容易实现加工过程自动化。还能通过透明体进行加工，如对真空管内部进行焊接加工等。 4）和电子束加工等比较起来，激光加工装置比较简单，不要求复杂的抽真空装置。5）激光加工是一种瞬时、局部熔化、气化的热加工，影响因素很多，因此，精微加工时，精度，尤其是重复精度和表面粗糙度不易保证，必须进行反复试验，寻找合理的参数，才能达到一定的加工要求。由于光的反射作用，对于表面光泽或透明材料的加工，必须预先进行色化或打毛处理，使更多的光能被吸收后转化为热能用于加工。 6）加工中产生的金属气体及火星等飞溅物，要注意通风抽走，操作者应戴防护眼镜。 4.激光技术的应用 激光加工技术是利用激光束与物质相互作用的特性对材料(包括金属与非金属)进行切割、焊接、表面处理、打孔、微加工以及做为光源，识别物体等的一门技术，传统应用最大的领域为激光加工技术。激光技术是涉及到光、机、电、材料及检测等多门学科的一门综合技术，传统上看，它的研究范围一般可分为：（1）激光加工系统。包括激光器、导光系统、加工机床、控制系统及检测系统。

数控电火花机床的使用和操作

《数控电火花机床的使用与操作》教学设计

ZNC_350系列数控电火花机床使用说明 一、概述 电加工技术 三 三 14LK1 14LK2 1、2、 3、4 1、2、 3、4 8．电火花设备的概述 新课 掌握电火花设备的基本结构及操作原理 1. 电火花加工的物理本质； 2. 电火花加工设备简介。 1．电火花加工的物理本质 ； 2．电火花加工设备各部件简介； 3．电火花加工设备的操作方法介绍； 启发式+行为引导法 2x3＇ 2x75＇ 2x5＇ 2x5＇ 2x2＇ 邓伟文

? 2.1.1 电火花加工的物理本质 ? 电火花加工基于电火花腐蚀原理，是在工具电极与工件电极相互靠近时，极间形成脉冲性火花放电，在电火花通道中产生瞬时高温，使金属局部熔化，甚至气化，从而将金属蚀除下来。那么两电极表面的金属材料是如何被蚀除下来的呢？这一过程大致分为以下几个阶段(如图2-1所示)： 图2-1 电火花加工原理 ? (1) 极间介质的电离、击穿，形成放电通道(如图2-1(a)所示)。工具电极与工件电极缓缓靠近，极间的电场强度增大，由于两电极的微观表面是凹凸不平的，因此在两极间距离最近的A 、B 处电场强度最大。 ? 工具电极与工件电极之间充满着液体介质，液体介质中不可避免地含有杂质及自由电子，它们在强大的电场作用下，形成了带负电的粒子和带正电的粒子，电场强度越大，带电粒子就越多，最终导致液体介质电离、击穿，形成放电通道。放电通道是由大量高速运动的带正电和带负电的粒子以及中性粒子组成的。由于通道截面很小，通道内因高温热膨胀形成的压 ? ? 力高达几万帕，高温高压的放电通道急速扩展，产生一个强烈的冲击波向四周传播。在放电的同时还伴随着光效应和声效应，这就形成了肉眼所能看到的电火花。 (2) 电极材料的熔化、气化热膨胀(如图2-1(b)、(c)所示)。液体介质被电离、击穿，形成放电通道后，通道间带负电的粒子奔向正极，带正电的粒子奔向 (a) (b)(c) (d)(e)

中国机床行业现状及发展方向

目录 中国机床行业的现状及发展方向 (11) 1. 引言 (11) 2. 我国机床行业发展现状 (22) 2.1、概述 (22) 2.2、机床行业调查报告 (33) 2.2.1、数控机床市场占有率 (44) 2.2.2、机床进出口情况 (77) 2.2.3、行业上市公司的经营状况 (1010) 2.2.4、制造业对机床的需求情况 (1111) 3. 国家相关政策扶持及要求 (1515) 3.1、《高档数控机床与基础制造专项规划》 (1616) 3.2、《高档数控机床与基础制造装备重大专项指南》 (1616) 3.2.1、对制造业要求 (1717) 3.2.2、重点发展的产品 (1919) 3.3、《关于调整重大技术装备进口税收政策暂行规定》 (2020) 中国机床行业的现状及发展方向 裴家杰 北京理工大学 1.引言 机床工具行业是国民经济的基础装备产业，是装备制造业发展的重中之重。随着国民经济持续、快速、稳定增长，我国机床工具行业已取得了长足的发展与进步。但是，与发达国家相比，我们的差距仍然明显。针对行业与国际先进水平的差距，国家制定了机床工具行业“十二五”发展规划。旨在指导我国机床工具行业协调和可持续发展，加快行业产业结构调整、促进产业升级、发展中高档数控机床、提高行业的国际竞争力，使行业走上新型工业化道路。

经过50多年的努力，我国机床工具行业有了很大发展，为国民经济和国防建设提供了大量的基础工艺装备，为国家的现代化进程做出重要贡献。全行业是由金切机床、锻压机械、铸造机械、木工机床、量刃具、磨料磨具、机床附件(含滚动功能部件>、机床电器(含数控系统>八个小行业组成的。各个小行业生产的产品按不同特征分为若干类型和众多的品种、规格，已经形成门类品种比较齐全、主机和配套件有一定基础的生产制造体系，并拥有具备相当技术力量的科研院所和一批重点骨干企业。我国已进入世界机床生产大国、消费大国和进口大国的行列[1]。 2.我国机床行业发展现状 2.1、概述 中国机床工业经过进几年的高速发展，已经具备相当规模，产品门类齐全，数控机床的品种从几百种发展到近两千种，全行业开发出一批市场急需的新产品，填补了国内空白。一批高精、高速、高效，一批多坐标、复合、智能型，一批大规格、大吨位、大尺寸的数控机床新产品满足了国家重点用户需要。目前，中国机床工业正在通过调整产业结构、产品结构，提高自主创新能力，转变发展方式，借鉴国际先进制造技术，培育企业搞水平的自主开发和创新能力，以精密、高效、柔性、成套、绿色需求为方向，以改革、改组、改造为动力，购并国际名牌企业和产品，努力提高国产机床市场占有率，不断拓宽机床工具产品的发展空间。 中国机床工业2009年在世界金融危机背景下一枝独秀，产值跃居世界第一，但中国机床工业虽大却不强，与世界先进水平仍有很大的差距。中国机床工业的“大”表现在：2009年中国首次成为世界机床第一大国，连续八年是世界机床第一消费大国和第一进口国；“不强”表现在： <1）低档产品产能过剩。中国经济建设所需的高档数控机床主要依赖进口，中国拥有比较完善的产业链，但是发展中高档数控机床所需的数控系统和功能部件主要来自境外。中国机床工具行业生产的主导产品与国民经济发展需求不相适应，行业抵挡产品产能过剩与高档产品能力不足，国产高性能功能部件与

激光加工技术发展的研究

激光加工技术发展的探究 摘要:激光加工是将激光束照射到工件的外表，以激光的高能量来切除、熔化质料以及转变物体外表性能。由于激光束的能量和光束的移动速率均可调治，因此激光加工可应用于任意层面和领域上。本文分别从激光加工技术的原理及其应用综合品评了激光加工较传统加工技术的良好性,说明其在制造行业中不行替换的作用.结合我国激光加工制造现状与国际的差距,对我国激光加工业发展做了良好的预测.在阐发外国研究动向的基础上，指出激光制造技术的发展趋向,将重点定位在微结构、微刻蚀、微工具以及多功效性微技术、微工程的研究与开发上。可以预测，三维微纳尺度的激光微制造技术必将成为新世纪的主流制造技术。 关键词:激光加工激光制造体系技术发展 1.前言 激光的研究及其在各个领域的应用得到了迅速的发展。其高相干性在高细密丈量、物质结构阐发、信息存储及通讯等领域得到了普遍应用。激光的高单色性，可在光化学领域对一些相距很近的能级作选择引发，进行重金属的同位素疏散；激光的高偏向性和高亮度可普遍应用于加工制造业（大到航天器、飞机、汽车工业，小到微电子、信息、生物细胞疏散等微技术）。随着激光器件、新型受激辐射光源，以及相应工艺的不停改造与优化，尤其是近20年来，激光制造技术已渗透到诸多高新技术领域和产业，并开始取代或革新某些传统的加工行业。 2.正文 激光制造技术包括两方面的内容，一是制造激光光源的技术，二是使用激光作为工具的制造技术。前者为制造业提供性能优良、稳固可靠的激光器以及加工体系，后者使用前者进行各种加工和制造，为激光体系的不停发展提供广阔的应用空间。两者是激光制造技术中不可或缺的部分，不行偏废。激光制造技术具有许多传统制造技术所没有的优点，是一种切合可持续发展战略的绿色制造技术。比如，质料浪费少，在大规模生产中制造资本低；凭据生产流程进行编程控制（自动化），在大规模制造中生产屈从高；可靠近或到达“冷”加工状态，实现通例技术不能实验的高细密制造；对加工工具的顺应性强，且不受电磁干扰，对制造工具和生产情况的要求低；噪声低，不孕育发生任何有害的射线与剩余，生产历程对情况的污染小等等。因此，为顺应21世纪高新技术的产业化、满足宏观与微观制造的需要，研究和开发高性能光源势在必行。现在正在积极研制超紫外、超短脉冲、超大功率、高光束质量等特性的激光，尤其是能顺应微制造技术要求的激光光源更是倍受关注，并已形成国际性竞争。可以

电加工机床的安全技术(最新版)

电加工机床的安全技术(最新 版) Security technology is an industry that uses security technology to provide security services to society. Systematic design, service and management. ( 安全管理 ) 单位：______________________ 姓名：______________________ 日期：______________________ 编号：AQ-SN-0628

电加工机床的安全技术(最新版) 一、电加工机床的应用 电加工包括电火花、电脉冲、线电切割。 随着科学技术的迅速发展，金属电加工的应用越来越广，尤其在制造模具方面起了很大作用。金属电加工可以应用于许多工艺规程。例如：钻割复杂零件的型腔，切割金属，强化零件表面等等。 这种方法最基本的优点是能够加工任何导电材料和合金，而与其硬度和其它机械性能无关。这样就可以加工已淬火的金属，也适于加工硬质合金。 金属电加工，主要是在制造模具和某些特殊形状的零件方面发挥优势，线电切割机庆又可用程序控制，零件的制造精度亦高。这样模具的结构简化了，大大减轻了模具钳工的劳动强度，同时也提高了产品质量。

二、电加工中的防护技术 （一）有害气体的防护 在电加工过程中，产生非常高的温度，它瞬间能熔化金属。由于是在煤油或机油中进行加工，在空气中连续放出的液体媒质的气体和蒸汽，形成气泡涌出浮在液体表面。当这些气泡在离工具电极不同距离爆裂，而变成无数烟雾上升四散，在这些气泡中含有金属矿物质。例如在煤油中进行电加工时，工地上的空气被煤油的蒸气和氧化物（一氧化碳和二氧化碳）污染。此外，放出金属矿物质尘末。 在电加工过程中形成的尘末，主要是被加工的金属，工具电极材料以及煤油或机油燃烧时所分离出烟灰的各种大小形状的颗粒。一小部分尘末同气泡一起飞散在液体表面，而大都分尘末沉淀在油槽底部，故需定期清除。 为了排除有害气体，必须设立局部的通风装置。在油槽局部边缘设排气罩是最有效的排气方法。 （二）保护表皮免受液体媒质影响

电火花加工技术概述

电火花加工技术概述-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII

《先进制造技术》课程学习报告 题目：电火花加工技术概述 专业：机械类 姓名：喻娇艳 年级： 2013 级 班级：机械类1306班 学号： 201303164193 武汉科技大学机械自动化学院 2016年 6月 10日

电火花加工技术概述 喻娇艳 （武汉科技大学机械自动化学院, 湖北,武汉） （13级机械类专业,学号201303164193） 摘要：电火花加工（Electrospark Machining）在日本和欧美又称为放电加工（Electrical Discharge Machining,简称EDM）,是一种直接利用电能和热能进行加工的新工艺,本文从电火花加工的研究现状、基本原理、发展前景等三方面加以论述. 关键词：电火花加工的研究现状基本原理发展前景 Summarize of Electrospark Machining Technique YU Jiao-yan (College of Machinery and Automation, WuHan University of Science and Technology, HuBei WuHan 430074) Abstract: Electrospark Machining Technique is also called Electrical Discharge Machining(EDM) in Japan and Occident,it’s a new technology of machining using electrical and heat energy directly.This article discusses it in addition in three aspects including it’s research status,fundamental principle,future prospects,etc. Keywords: Research status;Fundamental principle; Future prospects 1、前言 从前苏联科学院拉扎连柯夫妇在1943年研制出世界上第一台实用化电火花加工装置以来,电火花加工已有70多年的历史,发展速度是惊人的,目前已广泛应用于机械、宇航、航空、电子、电机、仪器仪表、汽车、轻工等行业,它不仅是一种有效的机械加工手段,而且已经成为在某些场合不可替代的加工方法.例如,在解决难、硬材料及复杂零件的加工问题时,应用电火花加工技术十分有效. 据统计,目前电火花加工机床的市场占有率已占世界机床市场的6%以上.而且随着科学技术的不断发展,现代制造技术极其相关技术为电火花技术的发展提

中国机床排名前十揭晓 沈阳机床成榜首

中国机床排名前十揭晓沈阳机床成榜首 2011-08-23 14:44:35 中国机床网 内容摘要："十一五"期间，在国家重大科技专项的指引和支持下，我国数控机床行业正向高档数控机床领域进发，并连续取得关键技术突破，有望早日实现从机床"大国"到"强国"的飞跃。 2011年08月23日讯"十一五"期间，在国家重大科技专项的指引和支持下，我国数控机床行业正向高档数控机床领域进发，并连续取得关键技术突破，有望早日实现从机床"大国"到"强国"的飞跃。 一季度的统计数据显示，我国机床工具产品进口同比增长61.9%，再创历史新高。 而对于机床行业来说，它是装备制造业的基础设备，主要应用领域是船舶、工程机械、军工、农机、电力设备、铁路机车、汽车等行业。事实上，我国装备制造业各个子行业的产业升级都离不开机床行业的支持，它与铁路建设之间也紧密相连。 此前，“7.23”动车追尾事件的发生，使机床行业也成为焦点。 高铁时代将是机械行业未来的主要拉动增长点，未来3-5年国家在高铁领域的投资将是持续稳定的，因此高铁设备的需求的增长率将维持在30%左右。 当前，国内市场对于机床的需求水平明显提高。国内市场对高档的需求增长特别快，而对中档、特别是对低档的需求则越来越少。在这种情况下，我们势必要提高国产中高档数控机床产品的市场竞争力。 一个行业的发展与企业是密切相关的，企业发展了行业才能发展，在我国，机床行业有众多的强劲企业，他们正在不断的创新，他们本身也在不断的突破。他们正在各显其能，扮演着重要的角色。 以下分析中国机床排名前十位的企业： 1.沈阳机床集团 沈阳机床（集团）有限责任公司于1995年通过对沈阳第一机床厂，中捷机床有限公司，中捷摇臂钻床厂，沈阳数控机床有限责任公司资产重组而组建。主要生产基地分布在中国的沈阳、昆明以及德国的阿瑟斯雷本。2006年机床产销量突破7.5万台，其中数控机床产销量突破1.5万台，海外市场收入突破1亿美元。其中沈阳第一机床厂是中国规模最大的综合性车床制造厂和国家级数控机床开发制造基地。投产至今已累计为国内外制造业提供四十余万台金切机床，产品遍布全国三十多个省市和自治区，远销六十多个国家和地区，并以一流的品质著称。 沈阳机床公布了2010年半年报称，实现营业收入43.61亿元，同比增长78.49%，实现营业利润0.53

激光加工系统的组成及其特性激光加工机床如激光打孔机和激光切割(20200517102623)

激光加工系统的组成及其特性 激光加工机床如激光打孔机和激光切割机除具有一般机床所需有的支承构件、运动部件以及相应的运动控制装置外，主要应备有激光加工系统，它是由激光器、聚焦系统和电气系统三部分组成的。 1．激光器 激光器由激光光源、光泵、聚光器和谐振腔组成，应用于加工的激光器主要有： （l）固体激光器具有稳定性好的特点，但能量效率低一般＜3％，由于输出能量小，主要用于打孔 和点焊及薄板的切割。（掺钕钇化铝石榴石）等作为工作物质。YAG是固体激光中能发出最大功率的离子 激光。YAG的结晶母材是由钇、铝和石榴石构成的，其中微量的钕离子刚起激光作用。YAG的激光波长为 1.06μm，相当于二氧化碳气体激光坤长的1/10。它的绿色的激光束可在脉冲或连续波的情况下应用，具 有波长短、聚光性好适于精密加工特别是在脉冲下进行孔加工最为有效，也可用于切削、焊接和光刻等。 且由于聚光性好，可通过光导纤维传格能量，适用于内腔加工等特定切合，其能量效率不及CO2气体激光 源最多不超过3％，目前产品的输出功率大多在600W以下，最大已达4kW。另一种红宝石激光源的波长更短为0.69μm，稳定性好，但能量效率0.1％～0.3％，主要用于打孔和点焊。 2）光泵是使工作物质发生粒子反转产生受激辐射的激励光源，因此光泵的发射光谱应与工作物质的吸 收光谱相匹配。常用的光泵有脉冲氙灯和氪灯，脉冲氙灯的发光强度和频率较高，适用于脉冲工作的团体 激光器，而氪灯的发光光谱能与YAG的吸收光谱很好匹配，是YAG连续激光器的理想光泵。为改善照射的均匀性，光泵可用双灯（如图l所示的件3有上、下两个）、三灯或四灯。 3）聚光器罩在光泵的外围，它是把光泵发生的光有效地、均匀地集中到工作物质上。聚光器中常用的 是圆柱聚光器和椭圆聚光器，也有球形、椭球和紧包形的聚光器。其要求为聚光均匀、散热好、结构简单、 内壁反射率高，表面粗糙度Rα0.04μm以下，通常聚光效率达80％。 4）谐振腔是光学反馈元件，它的作用是位光放大介质产生光振荡。其类型对激光输出能量和发散角有 很大影响，常用的平行平面谐振腔由图l中反射镜1与4组成，谐振腔的长度为激光半波长的整倍数，反 射镜平行度＜10"。 （2）气体激光器常用的工作物质有分子激光的二氧化碳（CO2）和离子激光的氩气（Ar），后者输 出功率为25W，它的10ns级短脉冲，使热影响区小，用于半导体、陶瓷和有机物的高精度微细加工。而CO2激光器的功率在连续方式工作时可达45kW，脉冲式可达5kW，故在加工中应用最广。 1）CO2气体激光器的波长为10.6μm，处于红外线领域，因而其激光束为不可见光。它是在氦的体积 分数约80％，氮的体积分数约15％和CO2的体积分数约5％的混合气体中进行放电形成粒子数反转的分子 激光。它的能量效率通常为5％～10%高效装置甚至可达10％～15％。CO2激光器的工作原理图如图2所示。 2）气体激光的激励虽也可用光泵的方法，但大多用直流放电（图2）或高频放电的方式。 3）诸振腔由放电管两端的镜面构成，一端是镀金凹镜，另一端是锗或砷化镓平镜，它们也兼作密封之 用。 CO2激光器的输出功率与放电管的长度成正比，低速轴流式的气体流速慢，输出功率小，约50～70W/m，但其输出功率稳定，易得到单模，一般用于百瓦级激光器。对于千瓦级的CO2激光器则采用气体循环速度 达100m/s的高速轴流式的激光器或气流及放电与激光光轴垂直的双轴直交型以及气流、放电与激光光轴三 者互相垂直的三轴直交型可达到使激光器小型化。 2. 见惯系统 其作用是把激光束通过光学系统精确地聚焦至工件上大放具有调节焦点位置和观察显示的功能。CO2激光器输出的是红外线，故要用锗单晶、砷化镓等红外材料制造的光学透镜才能通过。为减少表面反射需 镀增速膜。图3为应用于CO2激光切割机的透射式聚焦系统。图中在光束出口处装有喷吹氧气、压缩空气 或惰性气体N2的喷嘴，用以提高切割速度和切口的平整光洁。工作台用抽真空方法使薄板工件能紧贴在台 面上。