激光切割机床龙门梁动态特性及切割工艺参数研究
发布时间：2021-07-10 16:50
激光切割凭借传统机械切割方式所不具备的优势,能够实现对复杂结构、高熔点、高硬脆性等金属和非金属材料进行快速切割,在工程机械、汽车制造、矿山机械、玻璃切割、皮革塑料制品等多个行业有着广泛应用。国内激光切割机床的市场需求每年以20%以上的速度增长,但当前国内激光切割机床与国外同类产品还是有一定差距的,在大工作量程、高稳定性和柔性切割的激光切割机床质量和激光切割工艺水平上述还存在很多不足。制造业的快速发展对激光切割机床质量和切割工艺提出了更高的要求,但目前国内激光切割机床设计很多还停留在传统的设计和经验设计层面,现代设计方法运用较少,激光切割精度低、结构设计不合理、强度不足或过度富余、能耗和体积大等问题。同时激光切割范围和切割精度的要求越来越苛刻,对于激光切割质量的评价标准都是根据经验和肉眼观察,关于激光切割工艺参数对切缝宽度、挂渣量、切割断面粗糙度的影响规律模型的研究较少。因此合理设计和系统分析龙门式激光切割机床的静动态特性及关键零部件的受力状态,对龙门式激光切割机床的研制和性能提升很有必要,同时数值模拟各激光切割工艺参数对镁合金切割质量的影响对提升激光切割镁合金的质量和推广镁合金的应用也...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光切割原理示意图及切割实物图
1 绪论3图1-2 常用龙门式激光切割机床的结构Fig.1-2 Structure of common gantry laser cutting machine激光切割技术作为特种加工中重要的一种加工方法，通过现代设计方法和理论研究激光切割机床设计过程中的关键问题和技术难点，对机床的结构进行合理设计[15]；通过引入有限元分析方法对机床的关键部件和受力敏感的位置进行静力学、动力学分析，研究机床结构的静动态机械特性，最终设计出结构合理、加工精度较高、稳定性好、制造成本低、耗材少的龙门式激光切割机床。镁合金凭借其优良力学性能在生物工程、医疗器械、航空航天、汽车工程等领域有广泛的应用[26]。但镁合金材料化学性活泼、熔点低、热传导系数大等特点，致使镁合金热加工性较差，在精密打孔、切割等领域的发展受到了限制[27-28]，开展激光切割镁合金工艺参数的研究和切割过程温度场数值模拟的研究，不仅促进我国工业领域对于激光切割技术的应用
100mm×100mm，厚度为10mm的矩形钢管，每侧10根方管用于增大床身高度，且每个方形管的外侧均焊有加强筋板。图3-1 床身底座三维模型Figure 3-1 Three-Dimensional model of machine bed每侧十根方形竖管的上方焊接长度为7200mm的100×200mm矩形管作为底座，在矩形管的上方采用钢板焊接一宽为200mm高为270mm的矩形空心管结构，管内设置有均布的环状加强筋板用以提高焊接的矩形空心管强度。根据实际工作的需要，完成了机床结构和传动方案的设计，在整体龙门式激光切割机床中，采用齿轮齿条传动的方式实现龙门梁在床身上的移动。在钢板焊接的矩形结构上安装有7200mm的齿条，其中齿条由长为1000mm的标准齿轮在两端磨削处理后无缝拼接组成，通过螺栓将齿条安装在床身上来确保在齿条安装精度，伺服电机主轴上安装齿轮与齿条啮合，同时在两侧矩形结构上也安装有导轨
【参考文献】：
期刊论文
[1]机床龙门结构的优化方案探索[J]. 王毅哲. 内燃机与配件. 2018(07)
[2]光纤激光切割及其在精密加工中的应用展望[J]. 姚令,吴楠,韩宪军,嵇曦明. 热加工工艺. 2018(07)
[3]数控激光切割机伺服进给系统的机电耦合建模与仿真分析[J]. 刘冲,王金荣,涂芬芬,王万杰,周祥. 锻压装备与制造技术. 2018(01)
[4]激光切割技术在船舶制造中的应用现状与发展趋势[J]. 陈希章,苏传出,程军辉. 金属加工(热加工). 2018(03)
[5]镁合金激光焊接过程中气孔形成的原位观察和机理研究[J]. 王波. 热加工工艺. 2018(03)
[6]机床床身结构的综合分析与优化[J]. 贺鑫元. 金属加工(冷加工). 2018(02)
[7]轴芯冷却电主轴热特性分析的数值模拟与实验研究[J]. 朱科,史晓军,高建民,李法敬. 西安交通大学学报. 2018(04)
[8]立式加工中心静刚度分析与实验研究[J]. 张功学,王德雨,朱卓,陈宁,白园. 制造技术与机床. 2018(01)
[9]基于ANSYS软件的不锈钢薄板光纤激光切割工艺参数研究[J]. 郑磊,张清萍. 济南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[10]脉冲光纤激光切割连杆裂解槽工艺参量优化[J]. 张冲,王冠,杨志刚,刘赞丰. 激光技术. 2018(03)
硕士论文
[1]HLH-2040激光切割机结构分析与优化设计[D]. 王猛.东南大学 2015
[2]YAG激光切割机动力学特性分析及结构改进[D]. 王争如.济南大学 2014
[3]YAG激光切割薄钢板的技术研究[D]. 袁伟.长春理工大学 2014
[4]激光切割板材转角轨迹热应力建模与分析[D]. 吴问才.上海交通大学 2013
[5]光纤激光精密切割技术的研究[D]. 杨红伟.烟台大学 2012
[6]连杆裂解槽三轴数控激光切割机设计与仿真[D]. 张晓娜.吉林大学 2010
[7]铸铁件裂解槽激光切割温度场有限元数值模拟[D]. 王小焕.吉林大学 2010
[8]LR型地轨式数控激光切割机[D]. 秦晔.山东大学 2010
[9]TC1板激光切割工艺参数对切割质量的影响研究[D]. 孙伟.沈阳航空工业学院 2009
[10]激光切割机床大臂机械特性分析[D]. 李宁.天津大学 2008
本文编号：3276303
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：87 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
激光切割原理示意图及切割实物图
1 绪论3图1-2 常用龙门式激光切割机床的结构Fig.1-2 Structure of common gantry laser cutting machine激光切割技术作为特种加工中重要的一种加工方法，通过现代设计方法和理论研究激光切割机床设计过程中的关键问题和技术难点，对机床的结构进行合理设计[15]；通过引入有限元分析方法对机床的关键部件和受力敏感的位置进行静力学、动力学分析，研究机床结构的静动态机械特性，最终设计出结构合理、加工精度较高、稳定性好、制造成本低、耗材少的龙门式激光切割机床。镁合金凭借其优良力学性能在生物工程、医疗器械、航空航天、汽车工程等领域有广泛的应用[26]。但镁合金材料化学性活泼、熔点低、热传导系数大等特点，致使镁合金热加工性较差，在精密打孔、切割等领域的发展受到了限制[27-28]，开展激光切割镁合金工艺参数的研究和切割过程温度场数值模拟的研究，不仅促进我国工业领域对于激光切割技术的应用
100mm×100mm，厚度为10mm的矩形钢管，每侧10根方管用于增大床身高度，且每个方形管的外侧均焊有加强筋板。图3-1 床身底座三维模型Figure 3-1 Three-Dimensional model of machine bed每侧十根方形竖管的上方焊接长度为7200mm的100×200mm矩形管作为底座，在矩形管的上方采用钢板焊接一宽为200mm高为270mm的矩形空心管结构，管内设置有均布的环状加强筋板用以提高焊接的矩形空心管强度。根据实际工作的需要，完成了机床结构和传动方案的设计，在整体龙门式激光切割机床中，采用齿轮齿条传动的方式实现龙门梁在床身上的移动。在钢板焊接的矩形结构上安装有7200mm的齿条，其中齿条由长为1000mm的标准齿轮在两端磨削处理后无缝拼接组成，通过螺栓将齿条安装在床身上来确保在齿条安装精度，伺服电机主轴上安装齿轮与齿条啮合，同时在两侧矩形结构上也安装有导轨
【参考文献】：
期刊论文
[1]机床龙门结构的优化方案探索[J]. 王毅哲. 内燃机与配件. 2018(07)
[2]光纤激光切割及其在精密加工中的应用展望[J]. 姚令,吴楠,韩宪军,嵇曦明. 热加工工艺. 2018(07)
[3]数控激光切割机伺服进给系统的机电耦合建模与仿真分析[J]. 刘冲,王金荣,涂芬芬,王万杰,周祥. 锻压装备与制造技术. 2018(01)
[4]激光切割技术在船舶制造中的应用现状与发展趋势[J]. 陈希章,苏传出,程军辉. 金属加工(热加工). 2018(03)
[5]镁合金激光焊接过程中气孔形成的原位观察和机理研究[J]. 王波. 热加工工艺. 2018(03)
[6]机床床身结构的综合分析与优化[J]. 贺鑫元. 金属加工(冷加工). 2018(02)
[7]轴芯冷却电主轴热特性分析的数值模拟与实验研究[J]. 朱科,史晓军,高建民,李法敬. 西安交通大学学报. 2018(04)
[8]立式加工中心静刚度分析与实验研究[J]. 张功学,王德雨,朱卓,陈宁,白园. 制造技术与机床. 2018(01)
[9]基于ANSYS软件的不锈钢薄板光纤激光切割工艺参数研究[J]. 郑磊,张清萍. 济南大学学报(自然科学版). 2018(01)
[10]脉冲光纤激光切割连杆裂解槽工艺参量优化[J]. 张冲,王冠,杨志刚,刘赞丰. 激光技术. 2018(03)
硕士论文
[1]HLH-2040激光切割机结构分析与优化设计[D]. 王猛.东南大学 2015
[2]YAG激光切割机动力学特性分析及结构改进[D]. 王争如.济南大学 2014
[3]YAG激光切割薄钢板的技术研究[D]. 袁伟.长春理工大学 2014
[4]激光切割板材转角轨迹热应力建模与分析[D]. 吴问才.上海交通大学 2013
[5]光纤激光精密切割技术的研究[D]. 杨红伟.烟台大学 2012
[6]连杆裂解槽三轴数控激光切割机设计与仿真[D]. 张晓娜.吉林大学 2010
[7]铸铁件裂解槽激光切割温度场有限元数值模拟[D]. 王小焕.吉林大学 2010
[8]LR型地轨式数控激光切割机[D]. 秦晔.山东大学 2010
[9]TC1板激光切割工艺参数对切割质量的影响研究[D]. 孙伟.沈阳航空工业学院 2009
[10]激光切割机床大臂机械特性分析[D]. 李宁.天津大学 2008
本文编号：3276303
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