激光的切割精度研究.docVIP

全日制本科生毕业论文 ` 题 目： 激光切割精度的研究 学 院： 物理与电子工程学院 专业年级： 2010级 学生姓名： 李春香 学 号：20100516080 指导教师： 蒋茂华 职 称： 讲师 2014年 5 月 20 日 激光切割技术的精度研究 摘 要: 激光切割是激光加工中技术应用非常广泛的加工方法，是激光加工行业中一项特别重要的应用技术，激光切割已广泛地应用于汽车、航空、化工、等工业部门中。本文主要在介绍激光切割原理，激光切割的特点的基础之上，分别介绍了激光束、辅助气体、不同工作材质对激光切割精度的影响，通过对激光切割精度影响规律的分析，为进一步提高激光切割精度提供了参考。 关键字：激光切割 ；影响因素； 激光束 ；辅助气体；工作材质 Abstract: Laser cutting is a laser processing technology and it is widely applied in the processing method, laser processing industries is a particularly important application technology, it has been widely used in the industrial sector automotive, for example aerospace, chemical industry, etc. .This paper mainly introduces the principle of laser cutting, on the basis of the characteristics of laser beam, separately introduced auxiliary gas, different working material impact on the accuracy of laser cutting, through the analysis of the effects of laser cutting precision, provides reference for further improving accuracy of laser cutting. Key words: Laser cutting; Precision influence; laser beam; Auxiliary gas ; Work material 1 绪论 激光切割是以激光原理、激光技术、激光与物质相互作用为理论基础[1]，因此为了能全面而详尽的对激光切割进行研究，本章首先阐述激光的产生以及激光机加工原理和特性。 1.1 激光加工概述 1.1.1 激光的产生 激光的产生属于受激辐射，当有一些处于不稳定态的低能级的物质，受到某其他光子的激发，会不断的吸收光能，从而使得处于高能级的原子或粒子数目大于处于低能级的原子或粒子数目，在这种情况下，如果有一束光入射到该物质上，高能级与低能级原子之间的能量之差等于光子的能量，单色光就辐射出来，形成能量密度很高的光——激光[２]。 1.1.2 激光的加工原理 (1)光的吸收和能量的传递。材料会把吸收的光能转变为热能，随着温度的提高，又会以热能的方式传递到材料的内部中去。在这个过程中，为了提高材料吸收光能的效率，会采用不同的激光进行加工，或是对材料做一些特殊处理。 (2)材料的无损加热和破坏。加热实际就是激光的光能转化成为热能的过程，当温度升高到一定值时，物质就会被融化。 1.1.3 激光加工的设备[２] 激光加工的基本设备及结构原理，如图1-3 所示。 图1-3 激光的加工设备 （1）根据加工工艺需求，通过一定的控制电源为激光器提供所需要的能量；（2）激光器将电能转化为光能，产生激光；（3）根据加工要求，光学系统可以调节光束的位置、大小、方向，保证激光加工的准确性。 1.2 激光加工的特点 激光加工技术的特点很多，尤其以以下几点显著：（1）可以进行微细的加工；（2）加工的时能以合适的距离进行非接触式加工，对材料无损伤加工过程中热变形很小，操作简单，工作性能稳定2 激光切割技术 激光切割具有高速度、高精度、高适应性的特点以及其具有切割缝细、热影响区小、切割面质量好[3]的特点，并且切割时无噪声、切割过程容易实现自动化控制。本章主要说明了激光切割的原理，介绍了激光切割系统的各个组成部分和激光切割的优点，并分析了影响激光切割精度的因素。 2.1 激光切割的基本原理 激光通过聚焦镜聚焦后照射到被切割物质上，光能变为热能，使被切割物质