激光切割机机械机构部分设计（全套含CAD图纸和三维模型参考）
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激光
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毕业论文（设计）开题报告课题名称激光切割机的机械机构部分设计学生姓名学号所属学院专业班级指导教师起止时间机械电气化工程学院教务办制填表说明一、学生撰写开题报告应包含的内容1、本课题来源及研究的目的和意义；2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；6、完成本课题的工作方案及进度计划；7、主要参考文献（不少于7篇）。二、本报告必须由承担毕业论文（设计）课题任务的学生在接到“毕业论文（设计）任务书”的两周内独立撰写完成，并交指导教师审阅。三、开题报告要求手写体，字数在3000字以上，由学生在本报告册内填写，页面不够可自行添加A4纸张。四、每个毕业论文（设计）课题须提交开题报告一式三份，一份学生本人留存，一份指导教师存阅，一份学生所在学院存档，备检备查。1、本课题来源及研究的目的和意义；主要用于将板材切割成所需形状工件的激光加工机床。利用激光束的热能实现切割的设备。激光切割就是将激光束照射到工件表面时释放的能量来使工件融化并蒸发，以达到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割快速，不局限于切割图案限制，自动排版节省材料，切口平滑，加工成本低等特点，将逐渐改进或取代于传统的切割工艺设备。技术采用激光束照射到金属板材表面时释放的能量来使金属板材熔化并由气体将溶渣吹走。激光源一般用二氧化碳激光束，工作功率为3005000瓦。该功率的水平比许多家用电暖气所需要的功率还低，但是，通过透镜和反射镜，激光束聚集在很小的区域。能量的高度集中能够进行迅速局部加热，使金属板材溶化。此外，由于激光切割机专用冷水机能量非常集中，所以，仅有少量热传到金属板材的其它部分，所造成的变形很小或没有变形。利用激光可以非常准确地切割复杂形状的坯料，所切割的坯料不必再作进一步的处理。利用激光切割设备可切割16MM以下的不锈钢，在激光束中加氧气可切割810MM厚的不锈钢，但加氧切割后会在切割面形成薄薄的氧化膜。切割的最大厚度可增加到16MM，但切割部件的尺寸误差较大。激光切割设备的价格相当贵，约200万元人民币以上。但是，由于降低了后续工艺处理的成本，所以，在大生产中采用这种设备还是可行的。由于没有刀具加工成本，所以激光切割设备也适用生产小批量的原先不能加工的各种尺寸的部件。激光切割设备通常采用计算机化数字控制技术CNC装置，采用该装置后，就可以利用电话线从计算机辅助设计CAD工作站来接受切割数据。2、本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及分析；1994年湖南大学激光研究所研制成功国内第一台析架式折叠准封离型切割与焊接激光器，并获得国家发明专利。每台设备的售价只有国外产品的1/22003年3月，中科院长春光机与物理研究所研制的“数控激光管材加工设备“，改变了我国石油行业依赖进口设备加工管材的局面。这标志着我国制造先进装备的能力已达到国际先进水平。济南铸锻所数控机械公司开发制造出国产第一台LC21830型交换式双工作台双边驱动数控精密激光切割机。在设计上突破了两项关键技术，一是解决了轴双边驱动时两个电极的同步问题，二是解决了升降工作台8个气缸的同步问题。日本已拥有CO2激光加工机2万台，约占全球激光加工机总量的1/3，其中80为激光切割机设备。日本自1995年以来，年生产激光加工机已超过500台左右，其中YAG激光切割机100多台。全球的高功率数控激光切割成套设备累计拥有量达35000台套左右，而我国目高功率数控激光切割成套设备的拥有量为1500台左右。国产数控激光切割机的主要特点是价格较低，约是进口价格的1/3，激光器功率较低，一般为15KW以下。与国外机相比表现为切缝宽，表面质量、机械精度、整机的稳定性、柔性较差，但具有价格方面的优势。2007年国内大型激光切割设备的销售额达到15亿元，在中低端产品方面基本占领国内市场，并有部分产品出口。但与美国、欧盟、日本等发达国家相比，我国的激光切割设备仍然停留在低端产品阶段，而且高功率激光器、激光专用控制系统、激光光束传输控制、激光切割专有技术等绝大部分核心技术还依赖进口。国际上德国通快TRUMPF公司、瑞士百超BYSTRONIC和意大利PRIMA等国际知名公司已经开发出大功率、大幅面、高速、飞行光路、多维立体、数控自动的激光切割机。在高端激光切割系统领域，我国与国际先进水平存在较大差距，产品基本依赖进口，每年不得不花费数十亿元从国外引进相关技术与设备。如船舶制造业中厚钢板的激光切割设备、三维立体激光切割设备、有色金属激光切割设备等，引进价格昂贵、订货周期长、售后服务无法及时保证，严重制约了我国国民经济的发展。并且由于国外在该领域出口对我国有明确的限制，采用许可证制度，严格规定该项技术不能用于军工、航空航天等领域，因此我国急需突破该项技术。3、对课题所涉及的任务要求及实现预期目标的可行性分析；任务要求激光切割机由七部分组成，机械系统，光学系统，工作平台，冷却系统，控制系统，传动系统，辅助系统组成。这里主要设计研究机械系统。可行性分析目前国内外已有成品可供参考，且大多数已投入生产加工中，借鉴几个比较好的例子进行创新优化，所以项目是可行的，4、本课题需要重点研究的、关键的问题及解决的思路；本课题有两个重要问题第一个问题是激光器的选用，在激光切割机中，有着多种标志化的工作原理，激光管同样也是。都清楚的知道激光设备中，激光管的重要性，下面就以现今最为普遍的一种激光管来进行判定，CO2激光管激光管的组成是采用一种硬质的玻璃制造的，因此是一种易碎，易裂的物质。要想了解CO2激光管，就必须先要了解激光管的结构，像这种二氧化碳激光器采用的都是层套筒式结构，最为里面的是一层放电管。然而二氧化碳的激光器放电管的直径比激光管的本身都还要粗，放电管的粗细跟光斑的大小所引起的衍射反应成为一种正比，管长的长短跟放电管的输出功率也形成了一种比例，同样的这也能帮客户分析要一种省电的，还是需求一种精细的，因为在选择激光管的同时，可以适当去看下激光管里面的放电管的粗细以及长短，这样能亲而一举的了解到激光管的品质。由于激光切割机在运作过程中，激光管会产生很大热量，影响了切割机正常工作，因此需要特域冷水机来冷却激光管，确保激光切割机在恒温状态下正常工作。200W的激光器选用CW6200就可以了，制冷量55KW650W的激光器要选用CW7800，制冷量23KW，所以激光发射器的选用是否正确决定了工作安全与加工出的产品质量。第二个问题是平台，机械平台由上盖，导轨，底座反射镜架底座等五部分组成，设计尺寸和布局不合理将导致生产中出现严重后果。5、完成本课题所必须的工作条件及解决的办法；必须要参阅大量的相关书籍和成品模型，可以通过图书馆或者中国知网等获取相关文献。6、完成本课题的工作方案及进度计划；第一周查资料、熟悉课题内容。第二周撰写开题报告，制定总体方案。第三到十周完成总体初步设计主思路，激光器的选用，构成工作平台材料的选用。第十一、二周撰写毕业论文，修改设计中存在的问题。第十三周编写答辩提纲，准备答辩。第十四周答辩7、主要参考文献1高鸿奕优化激光切割机J激光与光电子学进展2000032王实激光切割机J激光杂志1992043张一丁对大功率二氧化碳脉冲激光切割机切割性能的实验研究J大连轻工业学院学报1997034胡惠芬数控激光切割机的发展现状和应用前景J造船技术1997035杨苏庆,周骥平激光切割板材的关键技术J机械制造与自动化2007066徐路宁,张永康激光切割参数的获取及数据库的建立J制造技术与机床2005077徐路宁,张永康激光切割工艺参数数据库的研究J电加工与模具2005028胡兴军,刘向阳激光切割的基本原理及新进展J苏南科技开发20
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