【正文】 似于氧乙炔切割。它是用激光作為預(yù)熱熱源，用氧氣等活性氣體江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 22 作為切割氣體。噴吹出的氣體一方面與切割金屬作用，發(fā)生氧化反應(yīng)，放出大量的氧化熱；另一方面把熔融的氧化物和熔化物從反應(yīng)區(qū)吹出，在金屬中形成切口。由于切割過程中的氧化反應(yīng)產(chǎn)生了大量的熱，所以激光氧氣切割所需要的能量只是熔化切割的 1/2，而切割速度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于激光汽化切割和熔化切割。激光氧氣切割主要用于碳鋼、鈦鋼以及熱處理鋼等易氧化的金屬材料。 4）激光劃片與控制斷 裂 激光劃片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面進(jìn)行掃描 [21]，使材料受熱蒸發(fā)出一條小槽，然后施加一定的壓力，脆性材料就會沿小槽處裂開。激光劃片用的激光器一般為 Q 開關(guān)激光器和 CO2 激光器。 控制斷裂是利用激光刻槽時所產(chǎn)生的陡峭的溫度分布，在脆性材料中產(chǎn)生局部熱應(yīng)力，使材料沿小槽斷開。 特點： 激光切割與其他熱切割方法相比較，總的特點是切割速度快、質(zhì)量高。具體概括為如下幾個方面。 ⑴ 切割質(zhì)量好 由于激光光斑小、能量密度高、切割速度快，因此激光切割能夠獲得較好的切割質(zhì)量。 ① 激光切割切口細(xì)窄，切縫兩邊平 行并且與表面垂直，切割零件的尺寸精度可達(dá)177。 ② 切割表面光潔美觀，表面粗糙度只有幾十微米，甚至激光切割可以作為最后一道工序，無需機械加工，零部件可直接使用。 ③ 材料經(jīng)過激光切割后，熱影響區(qū)寬度很小，切縫附近材料的性能也幾乎不受影響，并且工件變形小，切割精度高，切縫的幾何形狀好，切縫橫截面形狀呈現(xiàn)較為規(guī)則的長方形。切割材料為 厚的低碳鋼板。 ⑵ 切割效率高由于激光的傳輸特性，激光切割機上一般配有多臺數(shù)控工作臺，整個切割過程可以全部實現(xiàn)數(shù)控。操作時，只需改變數(shù)控程序，就可適用不同形狀零件 的切割，既可進(jìn)行二維切割，又可實現(xiàn)三維切割。 ⑶ 切割速度快 用功率為 1200W 的激光切割 2mm 厚的低碳鋼板，切割速度可達(dá) 600cm/min；切割 5mm厚的聚丙烯樹脂板，切割速度可達(dá) 1200cm/min。材料在激光切割時不需要裝夾固定，既可節(jié)省工裝夾具，又節(jié)省了上、下料的輔助時間。 ⑷ 非接觸式切割 激光切割時割炬與工件無接觸，不存在工具的磨損。加工不同形狀的零件，不需要更換“刀具”，只需改變激光器的輸出參數(shù)。激光切割過程噪聲低，振動小，無污染。 ⑸ 切割材料的種類多 與氧乙炔切割和等離子切割比較，激光切割 材料的種類多，包括金屬、非金屬、金屬江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 基和非金屬基復(fù)合材料、皮革、木材及纖維等。但是對于不同的材料，由于自身的熱物理性能及對激光的吸收率不同，表現(xiàn)出不同的激光切割適應(yīng)性。 根據(jù)設(shè)計要求可選擇激光頭技術(shù)參數(shù) 品牌： 日亞 規(guī)格： TO18/ 波長： 650nm 功率： 250mW 電壓： DC 電流： 小于 300mA 舵機模塊 1．結(jié)構(gòu)設(shè)計 1)設(shè)計要求： 舵機 是 雕刻機 的關(guān)鍵 支撐 部件。它的作用是支承 轉(zhuǎn)軸 和 同步帶輪 ，并 使同步帶來回轉(zhuǎn)動，從而帶動激光器的 運動，主要運動 包括 激光器 的沿 X 軸方向的水平移動以及 激光器 Y 軸方向的 水平 移動， 舵機 上還要安裝一些傳動、驅(qū)動機構(gòu)。從機身的受力情況看，它在工作中直接靜荷 。 2)結(jié)構(gòu)設(shè)計： 舵機 的設(shè)計思想和底座大致相同，用 42BYGH47 帶動 同步帶沿 X、 Y 軸方向運動。 三維模型如圖 33 所示： 圖 33舵機 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 雕刻機總體結(jié)構(gòu) 激光雕刻機的 主要零部件包括： 底 座、 舵機 、 支架 和 帶輪等 。每個運動部件由一個小的機械系統(tǒng)組成，主要有 同步齒形帶 、軸承、鍵、 步進(jìn) 電機等裝置，另外還有一些附屬裝置，如 連接 架、定位板等等。 主要部件三維模型如圖 34， 35,36,37所示：裝配圖如圖38所示： 圖 35定位板 圖 34法蘭 圖 37雙孔梁 圖 36支架 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 圖 38激光雕刻機裝配圖 本章小結(jié) 本章對 激光雕刻機 的機械結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計．對 步進(jìn) 電機進(jìn)行了選擇計算，完成了 雕刻機 的機械部分設(shè)計。 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 第四章 激光雕刻機主要零件工藝制定 雕刻機墊板工藝 零件圖如圖 41 所示： 圖 41墊板 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 材料：高密度 PVC 技術(shù)要求：（ 1）上下面有平行度要求； （ 2）四個孔之間有公差要求； （ 3）上下面粗糙度都是 ； （ 4）其余表面粗糙度都是 ； 數(shù)量： 2 件； 毛坯：鍛件； 工藝過程如表 41 所示： 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 JW04 產(chǎn)品名稱 激光雕刻機 零件名稱 2 號墊板 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 高密度 PVC 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 145mmX55mmX12mm 每毛坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序 內(nèi) 容 車 間 工 段 設(shè) 備 工 藝 裝 備 工 時 準(zhǔn)終 單件 10 粗銑上下端面 選擇尺寸為 145mmX55mmX12mm的毛坯，裝夾，粗銑至 11,2mm； 翻一面，繼續(xù)銑削至 10,4mm。 銑削車間 數(shù)控銑床 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 20 精銑上下端面 毛坯高度精銑至 10mm。 銑削車間 數(shù)控銑床 30 鉆孔 鉆 8 個Ф 10 的孔。 鉆削車間 搖臂鉆床 40 鉆孔 鉆Ф 25 的孔。 鉆削車間 搖臂鉆床 50 攻螺紋 對 8 個Ф 10 的孔，進(jìn)行攻螺紋。 鉆削車間 搖臂鉆床 60 粗銑四周 粗銑至 141mmX51mmX10mm 銑削車間 數(shù)控 銑床 70 精銑四周 精銑至 140mmX50mmX10mm 銑削車間 數(shù)控銑床 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 日 期 標(biāo)記 處數(shù) 更改文件號 簽 字 設(shè) 計（日 期） 校 對（日期） 審 核（日期） 標(biāo)準(zhǔn)化（日期） 會 簽（日期） 江 西理工大 學(xué) 機械加工工序卡片 共 張 第 1 張 產(chǎn)品代號： 零（部）件代號： JW04 零（部）件名稱： 2 號墊板 工序號： 20 設(shè) 備 材 料 名 稱 數(shù)控銑 床 名 稱 高密度 PVC 型 號 XK714 硬 度 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 夾具名稱、編號 專用夾具 刀 具 量 具 輔 具 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 10mm 銑刀 游標(biāo)卡尺 12mm 銑刀 內(nèi)徑百分尺 16mm 銑刀 技術(shù)等級 工時定額（ min） 班產(chǎn)量 準(zhǔn)備及終結(jié)時間 工作地點服務(wù)時間 基本 時間 輔助 時間 單位 時間 157 工序卡 工步名稱及內(nèi)容 加工表面尺寸（ mm） 切削用量 工步時間 /s 厚度 或?qū)挾? 長度 主軸轉(zhuǎn)速 (r/s) 切削速度（ m/min） 進(jìn)給量（ mm/r） 背吃刀量(r/min) 進(jìn)給次數(shù) 機動 輔助 1 粗銑上表面 141 1 16 2 粗銑下表面 141 1 43 3 精銑上表面 151 1 13 4 精銑下表面 10 185 1 11 5 粗銑四周 51 141 1 16 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 30 6 精銑四周 50 185 1 11 編制： 設(shè)計： 審核： 批準(zhǔn)： 描圖： 校對： 機械加工工序卡片 共 張 第 1 張 產(chǎn)品代號： 零（部）件代號： JW04 零 （部）件名稱： 2 號墊板 工序號： 30 設(shè) 備 材 料 名 稱 鉆床 名 稱 高密度 PVC 型 號 ZQ3032X10 硬 度 夾具名稱、編號 刀 具 量 具 輔 具 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 名 稱 規(guī) 格 Ф 10 鉆頭 游標(biāo)卡尺 Ф 25 鉆頭 內(nèi)徑百分尺 Ф 10 螺紋刀 技術(shù)等級 工時定額（ min） 班產(chǎn)量 準(zhǔn)備及終結(jié)時間 工作地點服務(wù)時間 基本 時間 輔助 時間 單位 時間 工序 工步名稱及內(nèi)容 加工表面尺寸（ mm） 切削用量 工步時間 /s 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 卡 直徑或?qū)挾? 長度 主軸轉(zhuǎn)速 (r/s) 切削速度（ m/min） 進(jìn)給量（ mm/r） 背吃刀量(r/min) 進(jìn)給次數(shù) 機動 輔助 5 鉆 8 個Ф 10 的孔 Ф 10 10 141 1 22 6 鉆Ф 25 的 孔。 Ф 25 10 191 1 14 7 對 8 個Ф 10 的孔，進(jìn)行攻螺紋 Ф 10 10 191 1 14 編制： 設(shè)計： 審核： 批準(zhǔn)： 描圖： 校對： 雕刻機光滑軸塊工藝 零件圖如圖 42 所示： 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 32 圖 42光滑軸塊 江西理工大學(xué)（ 2021屆 ）本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 33 材料： 45 鋼 技術(shù)要求 （ 1）地面與側(cè)面有垂直度要求； （ 2）右面 D 型區(qū)域上下面以及側(cè)面粗糙度為 ； （ 3）上下面粗糙度都是 ； （ 4）其余表面粗糙度都是 ； 數(shù)量： 4 件； 毛坯：鍛件； 工藝過程如表 42 所示： 機械加工工藝過程卡片 產(chǎn)品型號 零件圖號 JW06 產(chǎn)品名稱 激光雕刻機 零件名稱 光滑軸塊 共 1 頁 第 1 頁 材 料 牌 號 45 毛 坯 種 類 鍛件 毛坯外形尺寸 63mmX53mmX35mm 每毛 坯件數(shù) 1 每 臺 件 數(shù) 1 備 注 工 序 號 工 名 序 稱 工 序