激光切割结合卯榫定位的加工技术研究
激光技术在精密加工中的应用
激光技术在精密加工中的应用第一章引言激光技术是一种应用广泛且发展迅速的先进技术。
它在众多领域中都得到了成功的应用，其中之一就是在精密加工中。
本文将探讨激光技术在精密加工中的应用情况，并重点关注其在切割、打孔和焊接三个方面的应用。
第二章激光切割技术在精密加工中的应用激光切割技术在精密加工中得到了广泛应用。
激光切割能够实现高精度和高效率的切割过程。
它可以用于切割各种材料，例如金属、塑料和木材等。
激光切割通过激光束的高能量浓缩，使材料迅速蒸发或熔化，在激光束的作用下实现精密切割。
激光切割技术具有切割速度快、切口光滑、无需后处理等优点，因此在汽车制造、电子制造等领域中得到了广泛应用。
第三章激光打孔技术在精密加工中的应用激光打孔技术在精密加工中也发挥着重要作用。
激光打孔技术可以实现高精度和高质量的孔洞加工。
相比传统的机械打孔方法，激光打孔技术具有无接触、不产生振动和热变形等优点。
激光打孔可以实现各种形状和大小的孔洞，适用于多种材料，如金属、陶瓷和塑料等。
激光打孔技术在微电子制造、光电子器件制造等领域中得到了广泛应用。
第四章激光焊接技术在精密加工中的应用激光焊接技术也是精密加工中常用的技术之一。
激光焊接技术可以实现高精度、高强度的焊接过程。
它通过激光束的高能量浓缩，使焊接材料快速熔化并形成牢固的焊接接头。
激光焊接具有焊缝小、热影响区小和焊接速度快等优点，适用于不同种类的材料，如金属、塑料和玻璃等。
激光焊接在汽车制造、航空制造等领域中得到了广泛应用。
第五章激光技术在其他精密加工中的应用除了切割、打孔和焊接，激光技术还在其他精密加工领域中发挥着重要作用。
例如，激光去毛刺技术可以实现对材料表面毛刺的精确去除；激光刻蚀技术可以实现对材料表面的精密刻蚀；激光雕刻技术可以实现对物品表面的高精度雕刻。
这些应用不仅提高了精密加工的效率和质量，还为设计师提供了更多的创作空间。
第六章激光技术的发展趋势随着科学技术的不断进步，激光技术在精密加工领域中的应用正在不断扩展和深化。
激光切割加工技术的优化与应用研究
激光切割加工技术的优化与应用研究第一章引言激光切割技术作为一种先进的切割加工工艺，具有高精度、高效率、无接触、无变形等优点。
它在汽车制造、电子设备制造、航空航天等领域得到广泛应用。
然而，激光切割加工存在一系列的问题，如切割质量不稳定、加工效率低下等。
本文将围绕激光切割技术优化与应用展开研究，旨在提高其切割质量和加工效率，推动其在实际生产中的应用。
第二章激光切割机理及影响因素2.1 激光切割机理激光切割技术是利用激光束对工件进行局部加热，使其达到熔化或汽化的温度，再通过气流或机械力的作用，将熔融物或气化物吹除，从而实现切割目的。
激光切割机理主要包括吸收机理、传热机理和物质去除机理。
2.2 影响因素分析激光切割加工受到多种因素的影响，包括激光功率、工件材料、激光束参数、切割速度等。
这些因素之间相互交织、相互影响，需要进行综合考虑和优化设计，以提高切割效果和加工效率。
第三章激光切割技术的优化方法3.1 切割参数的优化通过对激光切割加工过程中的参数进行优化，如选择合适的切割速度、功率密度等，可以提高切割质量和效率。
同时，还需要考虑工件材料及其厚度对切割参数的影响。
3.2 激光束质量优化激光束质量直接影响到切割质量和加工效率。
通过优化激光束的模式、光斑形状等参数，可以改善切割边缘质量、减小切割宽度，提高加工效率。
3.3 辅助气体及气流控制的优化辅助气体在激光切割过程中起到冷却、清除切割产物和保护焊缝的作用。
通过优化辅助气体的种类、流量和喷嘴设计，可以提高切割质量和加工效率。
同时，对气流的控制也可以减小切割时的熔渣溅射及切割缺陷。
3.4 加工路径的优化激光切割加工路径的优化可以通过减少切割点的转向次数和提高切割速度，来减小切割过程中的时间损耗和能耗，提高加工效率。
第四章激光切割技术的应用研究4.1 激光切割在汽车制造中的应用研究激光切割在汽车制造中有着广泛的应用，如车身板材切割、零部件加工等。
通过优化激光切割技术，可以提高汽车的生产效率和质量。
激光切割技术在材料加工中的应用研究
激光切割技术在材料加工中的应用研究随着科技的不断发展，材料加工技术也得到了飞速的发展。
而激光切割技术已经逐渐成为了材料加工领域中不可缺少的一种高效、精准的加工工具。
激光切割技术的应用范围广泛，可以适用于多种材料加工领域，包括金属、塑料、玻璃、陶瓷等。
本文将从激光切割技术的原理及特点、应用领域、发展及趋势等方面进行探讨。
一、激光切割技术的原理及特点激光切割技术是利用激光束对材料进行切割加工。
激光束聚焦后会产生高温高能量的光束，瞬间将材料进行切割。
与传统的机械切割相比较，激光切割技术具有以下几个显著的特点：1.高精度：由于激光光束聚焦的位置非常准确，因此激光切割可以实现在较小的范围内进行精确的刻线和切割，而且精度高达微米级别。
2.高效率：激光器的工作效率很高，一台激光切割机可以完成多种材料的切割加工任务，而且速度极快，大大缩短了材料加工的时间。
3.可加工范围广：激光切割技术可以用于多种材料的加工，包括金属材料（铁、钼、钢、铝等）、非金属材料（PVC、亚克力、玻璃等）等。
4.环保节能：激光切割不需要使用切削油，所以不会产生有害物质排放，对环境无任何污染。
二、激光切割技术的应用领域激光切割技术广泛应用于许多产业领域，包括汽车、电子、航空等制造业。
在汽车制造方面，激光切割技术主要用于制作车身和发动机零部件的切割加工和激光焊接，例如汽车门板、车身结构、排气管等，同时也可以用于切割制动盘、油箱等零部件。
在电子制造方面，激光切割技术可以用于小型电子元器件的制造和加工；在航空制造方面，激光切割可以用于航空发动机外壳的切割加工及其他零部件的制造。
此外，激光切割技术还可以应用于建筑、工艺等行业，用于制作一些美术工艺品（如木板画），建筑模板等。
三、激光切割技术的发展及趋势随着科技的不断发展，激光切割技术也在不断进步。
目前，激光切割技术已经从传统的平板激光切割机向三维激光切割机、激光光梳切割机、飞行激光切割机等多种切割方式方向发展。
激光切割的工艺分析
激光切割的工艺分析激光切割是熔化与汽化相结合的过程，影响其切割质最的因家很多，除了机床、加工材料等硬件因素之外，其他软件因素也对其加工质遥有很大的影响。
根据实际切割中出现的问题，结合激光切割本身的特点，研究这些软件因家对加工质皿的影响正是计算机辅助工艺设计的荃本内容，具体包括以下几点:1、打孔点的选择，根据实际悄况确定打孔点的位里;2、辅助切割路径的设食;3、激光束半径补偿和空行程处理;4、通过板材优化排样来节省材料尽可能提高板材利用率。
5、结合零件套排问题的路径选取，6、考虑热变形等加工因素影响后的路径。
1.1.1打孔点位的确定激光切翻要从一个起始点开始切割，这个点叫做打孔点，具体来说打孔点就是指滋光束开始一次完整的轮廓切割之前在板材上击穿的一个很小的孔，因为下面紧接着的切割就是从这一点开始，所以有时又称为“引弧孔”，也可以叫做切割起始孔。
对于役有精度要求或要求不高的板材切割可以直接将打孔点设置在零件的切割轮廓上。
由于打孔点的形成需要一段预热时间而在其周围形成热影响区，加上打孔点的直径比正常切缝大，因此打孔点处的质蛋一般比线切割的质忿差得多。
如果将打孔点设置在零件轮脱上，就会大大影响零件的加工质量，所以对于精密加工，为了提高切割质及，保证加工精度，必须在切割路线的起点附近设皿一个打孔点，也就是将打孔点设兰在板材度域上面不可以直接设皿在零件轮廓上。
打孔点的合理设置对于零件的切割质皿有很重要的影响。
设里合理的打孔点距离零件切割路线起点的长短值也是很重耍的.这是因为，激光切割的成本很高，如果这个值设置的很长，那么就会增加加工的成本，同时也降低了加工的效率;而脉冲激光从激光束产生到各项参数如激光功率等基本保持稳定需要一个过程，所以也不能将这个值设置的很短:另外，如果考虑故光盗敏匆困勺热流影响，那么情况将更加复杂，所以合理的打孔点位里非常皿要. 同时打孔参数和切割参数也是有区别的，切割参数在打孔的情况下变成了打孔时间。
国内外激光切割技术研究综述
国内外激光切割技术研究综述激光切割技术是近年来快速发展的一项先进制造技术。
它以激光为能源，利用高能密度激光束将工件表面加热至融点或沸点，然后利用氧化剂使熔池氧化而达到切割目的。
激光切割技术具有切割速度快、精度高、无需接触切割等优点，已经广泛应用于汽车、电子、航空航天等行业。
1. 国内激光切割技术研究发展现状近年来，国内激光切割技术在硬件技术、软件技术、载体平台和应用研究等方面得到了很大的进展。
特别是人工智能算法的应用，使得激光切割技术的智能化水平得到了很大提升。
在硬件技术方面，国内激光切割技术已经发展到了高功率、高稳定性、高可靠性的阶段。
同时，激光切割装置的操作方式也由原来的单一手动控制，转变为现在的自动化控制和电脑远程监控，使得切割工艺得以更加精细、高效地控制。
在软件技术方面，人工智能、机器学习等技术的引入，使得国内激光切割装置的智能化水平大幅提升，充分发挥了激光切割技术的性能优势。
目前，一些企业已经将智能化的激光切割设备投入了生产，实现了自动化作业，减少了人工成本，提高了生产效率。
在载体平台方面，激光切割技术的普及也受到了互联网的影响。
目前一些企业采用互联网技术，通过平台建设、物流配送、在线支付等方式，实现了激光切割技术的快速定制，并且在一定程度上对激光切割技术的生态系统形成有力的支持。
在应用研究方面，激光切割技术已经逐渐渗透到了各个行业。
针对不同的行业，国内相关单位也推出了相应的技术和装置。
比如汽车行业的激光焊接和激光切割技术，在电子行业的薄板切割和三维雕刻技术等都得到了很好的应用。
2. 国外激光切割技术研究发展现状在国外，激光切割技术已经得到了广泛应用，并且在技术研究方面取得了很大进展。
特别是在高能激光切割技术的研究方面，国外研究机构已经取得了重大突破。
在硬件技术方面，国外研究机构已经推出了一系列高功率、高能量密度、高质量激光切割装置。
这些装置在切割速度、切割深度、切割质量等方面都有了大幅的提升。
激光切割技术的研究与应用
激光切割技术的研究与应用随着科技的不断进步和现代工业的迅速发展，激光切割技术已经成为了当今世界高精尖科技的代表之一。
激光切割技术利用高能密度激光束对金属、非金属等材料进行切割，其高效、高精度、高速度、高质量等优秀特点受到越来越多行业的青睐。
本文将介绍激光切割技术的发展历程、工作原理、技术应用、存在的问题及未来的发展趋势等方面的内容。
一、激光切割技术的发展历程激光切割技术最初起源于20世纪60年代，当时，激光技术还处于萌芽期，仅仅用于实验室研究和医疗治疗等方面。
20世纪70年代中期，人们开始将激光切割技术应用于实际生产中。
随着激光技术的不断成熟和先进设备的不断推出，激光切割技术的应用领域也得到了拓宽。
从最初的材料加工到现在的汽车制造、航天航空、电子、船舶制造等各个领域，激光切割技术正变得越来越重要。
二、激光切割技术的工作原理激光切割技术的原理是利用激光束的高能密度瞬间将材料的局部区域加热至临界点以上，使其熔化和汽化。
各种不同波长的激光束在不同材料上都有不同的切割能力。
高反射材料如铜等不太适合使用CO2激光切割，但是它适合使用纤维激光，夹层板材则需要使用具有不同波长的激光。
三、激光切割技术的技术应用1. 金属加工激光切割技术对于金属材料的加工具有很大作用。
对于一些厚度不超过20mm的板材，激光切割可以具有速度较快，而且成本较低等优势。
激光切割可以用于切割飞机制造、汽车工业和国防军工等行业。
2. 电子激光切割技术可以用于电路板的切割压缩时间和成本。
它可以在大批量生产小尺寸电子器件时产生更高的质量和效率。
3. 瓷砖加工激光切割可以用于瓷砖加工，可以生产一些独特的图案或设计。
四、激光切割技术存在的问题激光切割技术也存在一些问题。
主要有以下几点：1. 切缝质量受到材料表面质量影响；2. 激光切割过程中有强烈的光影和噪声污染；3. 切缝周围的热影响区对残余应力有影响；4. 一些镀层、特殊材料不太适合使用激光切割。
榫卯结构在钣金设计中的应用
管理及其他M anagement and other榫卯结构在钣金设计中的应用周 寅摘要：榫卯结构是古代结构设计的精髓。
在非标准小型设备的钣金结构中，薄板激光下料虽然具有很高的精度，但由于折弯误差的存在，折弯后的准确度会降低。
钣金件增加榫卯结构，采用先激光下料然后组装焊接的加工方式，提高定位精度，同时又能节约生产时间。
关键词：榫卯结构；钣金设计针对非标性质的小设备，各种机壳护罩、传感器支架、轻载的结构件，多采用钣金设计，这类钣金件要求具有一定的定位精度（1mm以下）。
但是传统的折弯工艺，由于折弯时是靠目测折弯线对准折弯刀来进行折弯操作的，本身具有很大的不确定性。
虽然数控折弯机有定位靠山能够对折弯时的折弯线进行精确定位，但由于非标设备的钣金件多是单件小批量生产，采用数控靠山定位生产效率低，不经济。
现在薄板下料几乎全部采用大型激光机下料，根据输入的CAD图纸能够自动下料，精度很高，在0.1mm 以下。
但是下料后焊接前二次组装，没有定位基准，又影响了最终零件的精度。
本文提出了一种钣金设计方法，钣金件采用先激光下料然后组装焊接的加工方式，同时增加榫卯结构，提高钣金件的定位精度，同时又能大幅度减少组装焊接时间。
1 钣金结构设计概述及存在误区1.1 钣金结构设计概述钣金加工作为一种多样化的加工工艺，在现代制造中扮演着至关重要的角色。
它包括冲压加工、焊接加工、折弯加工等多种类型，相较于传统的机械加工方法，钣金加工有着独特的优势和特点。
首先，钣金加工不需要大量的设备和复杂的操作，却能够通过选择适合的处理方法来满足不同钣金件的特性。
对于薄壁钣金件而言，冲压工艺是一个优秀的选择，它能快速、高效地制造复杂形状的零部件。
而对于那些无法通过冲压实现的部件，则需要采用焊接、折弯等技术进行加工处理。
其次，正确选择和应用不同的钣金加工工艺和处理方法对最终零件的质量和性能有着直接影响。
在实际应用中，综合考虑具体情况并选择最佳加工方案是至关重要的。
激光切割技术中工艺技术的试验研究共3篇
激光切割技术中工艺技术的试验研究共3篇激光切割技术中工艺技术的试验研究1激光切割是一种高精度、高效率的材料加工技术，目前在工业制造领域得到了广泛的应用，它可以在各种材料上进行精确和快速的切割、雕刻和打孔操作。
但是，在激光切割的过程中，由于激光切削机器和材料的差异性，工艺参数的不同选择可能会对切割质量和效率产生很大的影响。
因此，深入了解激光切割的工艺技术，研究不同工艺参数的适应性，从而提高激光切割的生产效率和质量，具有非常重要的意义。
一、激光切割技术原理激光切割是一种利用高能量、高密度的激光束照射材料表面，通过激光的高温烧蚀或汽化的方式来进行材料的切割加工。
激光束的能量密度越高，材料的切割速度越快，同时也会产生更多的热影响区，因此需要根据材料的不同性质选择合适的激光功率、激光束直径和切割速度等参数来进行调整，以达到最佳的切割质量和效率。
二、工艺技术的试验研究1. 激光功率的影响激光功率是影响切割速度和质量的一个非常重要的参数之一，一般来说，激光功率越大，材料的切割速度越快，但是在一定功率范围内如果增加功率并不能提高切割质量。
因此，需要进行一定的试验研究来确定合适的功率值。
以不锈钢为例，在激光功率为3000W和4000W的情况下进行了试验研究，发现在相同的切割速度下，4000W的激光功率能够使得切割质量更加均匀，边缘更加光滑。
这是由于在高功率激光束照射下，材料表面的液态区域扩散更快，使得切割质量更加稳定，而在低功率激光束照射下，材料表面的液态区域扩散相对较慢，容易产生擦伤或者烧蚀的现象。
2. 激光束直径的影响激光束直径也是影响切割质量的一个重要参数，和激光功率一样，采用不同的激光束直径能够得到不同的切割效果。
一般来说，激光束直径越小，能量密度越大，能够更加准确地进行雕刻和细节切割；而激光束直径越大，能量密度越小，适合于高速切割和大面积切割。
在实际的加工中，需要根据具体的材料、加工要求和设备条件等因素选择合适的激光束直径。
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激光切割结合卯榫定位的
加工技术研究
张胜军张志斌苏红彬王东
（河北省石家庄市93469部队，河北石家庄，050070）
目前航空地面保障装备尤其是机械类保障设备的结构大多采用钢管、槽钢等型材加工、
焊接而成，而板材的应用较少，多以连接板、加强角板等结构形式出现。
在实际工作中，通过实践摸索出了一种采用板材激光切割结合卯榫结构定位的地面保障装备加工技术，具有结构合理、工艺简单、加工质量高的特点。
1 激光板材切割的特点
激光切割作为无接触热切割技术和其他传统金属切割技术相比，有以下特点：
1）精确度高。
由于激光光斑小，切割口细窄，切缝两边平行且与表面垂直，所以切割零件的轮廓尺寸误差小，可达到0.1-0.5mm，一般孔中心距误差为0.1-0.4mm。
2）切割质量好。
由于激光切割光点小，能量集中，热影响区小，同时激光束对工件不施加任何力，加工后的工件不会产生无热变形和机械变形。
3）切口表面光滑。
激光切割后的表面无毛刺，粗糙度Ra一般为12.5-25um，零件加工后，一般不需再进行二次加工，可直接用于生产。
4）切割效果相同。
同一批次的零件加工效果几乎完全一致，利于零件的后期装配。
5）切割速度快。
例如，2kW激光功率，8mm厚的碳钢板的切割速度为1.6m/min，2mm厚的不锈钢板的切割速度为3.5m/min。
6）加工适应性好。
激光切割仿形能力强，切割形状不受限制，对大尺寸零件的加工优势明显。
7）经济性高。
激光切割采用计算机编程，可以把不同形状的零件进行套裁，提高材料的利用率的同时大大降低了成本。
2 卯榫结构在板材焊接过程中的应用
单件板材作为结构承力件，在抗弯、抗扭以及抗压方面的性能远低于角钢、槽钢、圆管等型材，多件板材通过焊接组装、形成一定的结构形式，则可以大大提高其抗弯、抗扭以及抗压能力。
但是板材之间的焊接主要存在定位精度不好控制和焊接过程中的容易出现热变形的问题。
在实际工作中通过各种尝试，发现采用卯榫结构可以巧妙地解决板材焊接存在的定位精度控制问题和焊接过程中的热变形问题。
简单地说就是，在需焊接
摘要：目前，机械类的航空地面保障装备的整体结构大多是用钢管、槽钢等型材加工、焊接而成，由于型材结构件的局限，导致生产加工精度不易控制，尤其二次加工余地很小，而且生产加工出的产品重量很重。
本文提出的采用板材激光切割结合卯榫定位的地面保障装备加工技术，具有工艺简单、结构合理、加工质量高的特点，在实际应用中取得了很好的效果。
关键词：板材；激光切割；卯榫定位；地面保障设备
张胜军（1973年—），男，河北临城人，高工，主要研究方向为航空维修工程。
TECH. DISCUSSION
技术交流
的板材件上预先切割出用于定位装配的榫头和榫槽，这些榫头和榫槽的位置、尺寸精度很容易控制，将榫头和榫槽连接装配好之后再进行焊接就可以有效地解决板材焊接存在的定位精度控制问题和焊接过程中的热变形问题。
3 激光切割结合卯榫结构的板材加工技术的优点
通过采用辅助计算机制图软件优化结构布局，可以设计出具有足够承载力的板材结构形状，同时能有效减少零件的数量，利于产品的模块化生产，有效缩短生产周期。
由于激光对板材的切割具有极高的加工精度和较强的仿形能力，各零件的装配孔、工艺孔都可一次性加工到位，且不受零件形状的限制，在简化加工工艺的同时，有效保证了产品的质量和维修性。
板材经激光切割后借助卯榫结构即可实现零件的定位，又能满足装配需求，即减少了辅助工装的制造成本，又缩短了生产周期，特别适合小批量设备的制作。
4 应用实例
实际工作中，某部队现用某机型保障用托架，以其中一部分结构举例说明，图1所示为部队现用某机型保障用托架的部分结构示意图。
该结构大部分采用型材焊接加工而成，所需的型材有φ40mm ×3mm 的无缝钢管、φ25mm ×2mm 的无缝钢管、5号槽钢和5mm 厚的钢板。
图2采用激光切割结合卯榫结构的板材加工技术将型材结构改造成板材结构，所有板材均采用5mm 的钢板。
两种结构各种参数的对比见表1。
采用型材加工需要各种零件共8种23件，需要车、铣、钳、焊4
个工种合计8个工时完成加工生产，总重量9.6kg 。
采用板材结构后，零件一共有4种9件，总零件数减少60%，需要激光切割、焊2个工种合计1个工时即可完成加工生产，所需工种数减少50%，加工工时数减少80%，总重量9.1kg ，降低了5.2%。
参考文献（References ）
[1]叶建斌, 戴春祥.激光切割技术[M].上海：
上海科学技术出版社, 2012.
[2]郭希孟, 明清家具鉴赏：
榫卯之美[M].北京：中国林业出版社,
2014.
图1 型材件示意图 图2 板材构件示意图
序号参数内容
型材结构板材结构
备注
1
8234960%2
加工所需工种车、铣、钳、焊激光切割、焊
减少50%3
8h 1h 80%4
总重量9.6kg 10kg
增加0.1%
表1 两种结构各种参数的对比。