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1、实验十五 激光切割加工实验一、实验目的1. 了解激光切割机的工作原理及操作方法；2. 利用激光切割机加工零件。二、实验原理1. 激光加工技术的特点激光是一种能量密度高、方向性强、单色性好的相干光，激光束经过聚焦后，能得到极 高的功率密度，从而为实现激光加工创造了有利条件。激光加工是激光束作用于物体表面使物体变形（去除或熔化材料）或物体表面性能改变 的加工过程。与其他加工方法相比，激光加工具有以下特点：激光加工属无接触加工：激光加工是通过激光光束进行加工，与被加工工件不直接接触， 降低了机械加工惯性和机械变形,方便了加工。同时，还可加工常规机械加工不能或很难实 现的加工工艺，如内雕、集成电路打微
2、孔、硅片的刻划等。加工质量好，加工精度高：由于激光能量密度高可瞬时完成加工，与传统机械加工相比， 工件热变形小、无机械变形，使得加工质量显著提高；激光可通过光学聚焦镜聚焦，激光加 工光斑非常小，加工精度很高。加工效率高：激光切割可比常规机械切割提高加工效率几十倍甚至上百倍；激光打孔特 别是微孔可比常规机械打孔提高效率几十倍至上千倍；激光焊接比常规焊接提高效率几十 倍；激光调阻可提高效率上千倍，且精度亦显著提高。材料利用率高，经济效益高：激光加工与其他加工技术相比可节省材料10 30%，可 直接节省材料成本费，且激光加工设备操作维护成本低，对加工费用降低提供了先决条件。2. 激光加工的原理激光加
3、工是一种重要的高能束加工方法，它是利用激光高强度、高亮度、方向性好、单 色性好的特性，通过光学系统将激光束聚焦成尺寸极小、能量密度极高（可达 1041011W/cm2）的光斑照射到材料上，使材料在极短的时间（10-3s）内熔化甚至汽化， 从而达到加热和去除材料的目的。通过AUTOCAD等软件将图形做成矢量线条的形式，然后存为相应的DXF格式，用激光切 割机操作软件打开该文件，根据所加工的材料进行能量和速度等参数的设置，下载到激光切 割机中运行。激光切割机在接到计算机的指令后会根据软件产生的飞行路线进行自动切割。三、实验设备及准备材料奥松板（密度板）3.5mm厚度，激光切割机，电脑。四、实验步骤
4、1. 接通水泵、气泵，将排烟管放到窗外，并检查冷却水循环是否正常。2. 连接好切割机上的电源线、数据线和地线后，打开计算机和激光切割机的电源开关。打开机器时，先打开急停开关，然后开启电源，然后关闭急停开关，再进行后续操作。图 14-1 激光切割机开关按钮3将画好的零件图（成形尺寸小于120mmX120mm）另存为DXF格式后导入配套的电脑 软件中，对各项参数进行编辑。对于实验给定厚度的亚克力板，速度设置为30mm/s，功率 设置为 70 速度设置为 20 即可。编辑完成后进行仿真，仿真成功后通过数据线下载到激光切 割机中。注：零件图可以自行设计，也可以采用图示的零件图，加工完成后对所加工的零件
5、进行 拍照作为实验数据粘贴在实验数据处理处零件示例图图 14-2 齿轮图 图 14-3 槽轮图4. 调节光路和焦距。根据板材厚度的不同，用设备所带的焦距调整圆片调整焦距，使激 光头和板材都与圆片紧贴。激光切割机属精密光学仪器，对光路调节要求较高，如果激光不 是从每个镜片的中心射入，就会影响切割效果。图 14-4 激光切割机控制面板5. 调整好焦距之后，在设备面板上点击“文件”按钮选择所画图形，点击上下左右按钮 来移动激光头于板材的合适位置，点击“定位”按钮定位，点击“边框”按钮走一遍边框以 确定加工范围没有超出板材或范围内材料不全。6. 一切就绪后，将激光开关打开，点击“启动暂停”按钮，进行加
6、工，加工过程中如果 出现着火现象可点击“启动暂停”按钮暂停，待火熄灭之后再次加工。7. 加工完成后，会有声音提示。将激光器开关关闭后，等待一段时间后，取出加工件。 在加工过程中，若是冷却水循环不正常，加工会自动停止，直到冷却水循环正常后加工才继 续进行。8. 加工完成后，请务必清洁工作台，保持切割机的清洁。五、注意事项1. 没有经过正式培训的人员严禁使用。2. 使用前要检查风机、冷却机是否正常工作，排烟管是否放到窗外。3. 风机和冷却机要常开，排烟系统需要时开启即可。4. 下载程序时使用数据线，禁止使用U盘防止携带病毒损坏机器。5. 调整最大功率时不可超过 98%。6. 使用后要清理机器，关掉电源并将排烟管放回室内。7. 使用或维护设备后填写运行或维护记录。8. 激光切割机在加工过程中产生漂浮物和气味，在加工结束后应等待一段时间后打开保 护罩。六、实验报告与思考题1.附激光加工零件图（在零件图中标注实物尺寸）。2.针对激光切割的原理，举例说明哪些机构零件适合利用激光切割机进行加工，哪些不 能，为什么？3. 思考并回答：激光切割过程中，调节加工速度和加工强度两种方法哪种对材料的切除 效果更加明显，两种方法的优缺点各是什么？4. 4-5人自由组队，用激光加工完成一个实物作品，要求具有一定实用性或美观性 作品包括设计者姓名和简单说明（3050字内）。
15激光切割加工实验
