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激光数控切割机的性能与切割中出现的问题

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激光数控切割机的性能与切割中出现的问题

发布日期:2016-06-12 00:00 来源:http://www.ansxc.com 点击:

激光数控切割机VS水切割性能综合比较

    在目前市面上所采用的精密切割技术中,其切割精度高的两类设备分别为激光数控切割机和水射流数控切割机,其中激光数控切割机属于热切割应用范畴的高端精密切割机型,其加工精度可达到10个丝以内,主要针对不锈钢、碳棒及有色金属材料,广泛应用于广告、灯饰、钣金等行业;水射流数控切割机则属于冷切割应用,通过高压水枪形成的细密水流冲刷达到切割目的,可广泛应用于石材、金属等多种性质材料切割。本文由武汉嘉倍徳科技技术部编辑整理,详细就激光数控切割机和水射流数控切割机的各方面切割性能予以综合对比,希望能给更多还在考虑选择切割设备的企业和用户一些帮助和参考。


一、激光数控切割机性能介绍

    激光数控切割机是当前世界上先进的切割工艺。它的大优点是由于激光光斑小,能量集中,所以切割的割缝小、无挂渣、几乎没有热变形,切割面光洁度高。激光数控切割机加工关键在激光源。切割厚度大小、切割质量优劣、切割稳定性如何等都取决于激光源的性能。


    通用的CO2工业激光源是用电场或高频振荡迫使密封在容器内的混合气体处于激发状态,并产生受激辐射的单色光,此种光辐射在反射镜及反射透射镜之间往复反射,等积聚到足够能量后由输出透镜射出。这种激光源电极距离工件远且电极装在激光束之中。电极易烧损,载流气体消耗大,激光波长有干扰。工作电压高(约10~25kV)形成操作上的不安全。激光源体积较大。维修比较复杂。易损件的消耗大。


    目前比较先进的是用高频谐振方式激发混合气体的激光源,这种激光源电极距离工件近且电极装在激光束之外。与通用的CO2工业激光源相比电极几乎没有烧损。载流气体消耗少。激光波长不受干扰。工作电压低(约l~1.2kV),操作十分安全。激光器体积小,维修简单。激光切割由于速度快、精度高,必须由微机控制的高速切割机来配合。

激光数控切割

二、水射流数控切割机性能介绍

    高压磨料水射流数控切割机加工无尘、无味、无毒、无火花、振动小、噪声低。尤其适合恶劣的工作环境和有防爆要求的危硷环境。它可以切割各种金属、非金属材料,各种硬、脆、韧性材料,如钛镍合金、陶瓷、玻璃、复合材料等。是目前世界上先进的切割工艺方法之一。


    水射流数控切割机的原理是将水增至超高压100~400MPa,经节流小孔(φ0.15~φ0.4mm),使水压热能转变为射流动能(流速高达900mm/s)。用这种高速密集的水射流进行切割。磨料水射流切割则是再往水射流中混入磨料粒子,经混合管形成磨料射流进行切割。在磨料射流中,水射流作为载体使磨料粒子加速,由于磨料质量大、硬度高,磨料水射流较之水射流其射流动能更大,切割效能更强。磨料水射流数控切割机的组成和流程如下:

    1. 供水系统

    是将水质软化,使pH值达到6~8,并精滤到0.5μm以下。蓝宝石水喷嘴的工作寿命取决于水质,直接用自来水时寿命仅为34h,用软化水寿命为78h,用混合展软水寿命高于200h。


  2. 增压系统

    增压系统是设备的关键部分,其核心是增压器。增压比一般选10:1~20:1。水在420MPa时将被压缩12%。为使水压稳定在±5%之内,需在增压器与喷嘴之间设置蓄压器。增压缸和蓄压缸都是超高压压力容器,因此要有足够的疲劳强度和工作寿命。


  3。 高压水路系统

    高压水路连接增压系统和切割头装置。要采用超高压钢管和旋转接头,钢管要有挠性,各类接头要小巧、可靠、灵活,旋转接头要有多种旋向型式和一定的工作寿命。


  4. 磨料供给系统

    包括料仓、磨料、流量阀和输送管。料仓形状和料仓内的网筛要保证磨料供给通畅、不至堵塞。流量阀应能控制磨料流量的通断和大小,还应能排除输送管中的水分。硬件配置方面,水射流数控切割机的主要构成包括以下几个方面:  

    切割头装置:切割头包括高压水开关阀和宝石质嘴、水/磨料混合室和混合管。混合管是易损件。以前用硬质含金制造,精切割时使用寿命约2h,粗切割寿命约10h。现改用工程陶瓷材料寿命高达20~100h。


  接收装置:置于切割头和工件的下方,用来收集切割剩余射流。具有消能、降噪、防溅和安全等功能。射流暴露会产生高达42dB(A)的噪声。设置接收装置后,使噪声被控制在80~90dB(A)以内。


  运动控制系统:高压水射流切割是一种高精度的切割工艺方法,必须由高精度的切割设备来实现。目前的切割设备均是微机控制或由工业机器人操作,可实行五轴联动。重复精度可达±0。05mm。


一般来说塑料或橡胶材质的隔膜是真空泵中是一个非常重要的零件.因为其隔膜必须在泵的内外腔之间形成一个密闭的空间,从而完成高效的泵送过程.而隔膜的边缘则必须是非常平整而且光化的,不能因为粗糙或凹凸不均匀.而使得激光切割的工艺不能满足这些材料的切割要求,从而影响切割质量。其还可以提供高质量的切边,提高产品的品质,同时降低机械切割隔膜可能造成的一些边缘损伤.


    激光切割机的切割隔膜可以提供良好的切边质量,同时可以降低机械切割所造成的一些损伤,减低切割的风险。


    对于这一应用的要求,由于在由分层氯丁胶和聚四氟乙烯(铁氟龙?)制成的1mm(0。039”)厚的隔膜上切出一个中心安装的小孔孔。孔的直径一般为22。9mm(0。9“)。


    在切割的过程使用了安装在XY平台上的一台Synrad 80W激光器,配备了2.5”焦距镜头的切割头,它可以提供0.1mm(0.004 “)的聚焦光斑.并且使用CDA(清洁干燥的空气)作为辅助气体,通过0.9mm(0.0345”)宽的喷嘴以每秒100 PSI的流速喷出,以减少熔料对镜头的危害.这样我们便能够以74mm/s(175inches/min)的切割速度完成需要的切割工作.后得到的切边非常光滑,而且融化量很小材料.一般隔膜上直径0.9“中心孔是使用80W功率速度为74 mm/s (175 IPM)的激光切割出来的.


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