中心可调激光切割头的设计

武汉软件工程职业学院2009级毕业设计课题名称中心可调激光切割头的设计学生姓名学号班级激光0901指导老师杨晟完成时间：2011年11月20日光电子与通信工程系1光电子与通信工程系毕业设计开题报告姓名系光电子与通信工程系专业激光加工技术班级激光0901设计题目中心可调激光切割头的设计指导教师设计目的通过对中心可调激光切割头的设计与制作，改变现有固体激光切割头存在的缺陷，提高切割速度，改善加工性能，提高固体激光切割的质量。设计摘要随着科技的发展与进步，固体激光切割对质量的要求也越来越高，国内现有的激光切割头气密性和同轴性，聚焦性都不够完善，不能满足现有市场对加工精度的要求，为了改善这种状况，设计出了一种中心可调激光切割头，而中心可调激光切割头的设计不仅能够调节使其同轴，而且也能保证良好的气密性和同轴性。设计规划1、根据设计要求构造出组装图的草图。2、用CATIA软件进行初步的建模，并绘制出零件图。3、生成CAD三视图，并进行标注。4、根据已有的数据设计出图纸。2目录摘要················································3引言················································4一.中心可调激光头的设计要求························5二.中心可调激光头的组成····························6三.中心可调激光器切割头设计的结论·················10总结···············································11参考文献···········································123摘要随着科技的发展与进步，固体激光切割对质量的要求也越来越高，国内现有的激光切割头气密性和同轴性，焦距可调性都不够完善，不能满足现有市场对加工精度的要求，为了改善这种状况，设计出了一种中心可调激光切割头，而中心可调激光切割头的设计不仅能够调节使其同轴，焦距可以自由的调节，而且也能保证良好的气密性。本文介绍了中心可调激光器切割头设计要求，中心可调激光器切割头的构造，中心可调激光器切割头的原理，中心可调激光器切割头设计的结论等内容。关键字：中心可调激光切割头同轴性气密性4引言随着我国高新技术的发展，固体激光切割机的应用领域也越来越广泛，而我国的激光加工现在还处于发展初期，大部分的激光加工核心技术都被国外的激光器垄断，要想与世界先进技术进一步缩小差距，并带动国内先进生产力的发展，发展国内的激光行业破不容缓。我国现在的固体激光切割机还不是很完善，激光切割头不能再一定的范围内调节，满足不了不同的材料对加工精度的要求，且激光的准直精度不高，加工质量有待完善，所以设计出可以调节的激光切割头是非常重要的。中心可调激光切割头考虑了不仅有良好的气密性而且同轴性也较好，焦距可以自动调节，从而弥补了我国大部分固体激光切割机所存在的缺陷。5一中心可调激光头的设计要求现在国内的固体激光切割头存在着一定的问题，但是在实际生产过程中固体激光切割如果有良好的气密性和较好的同轴性且焦距可以调节，则此时的加工质量会有所提高。所以在中心可调激光切割头的设计过程中既要保证切割头的气密性又要保证切割头与聚焦镜的同轴性。保证良好的气密性就是保证良好切割效果，国内固体激光切割头大部分不能调节，不能满足现在市场对加工工艺的要求。中心可调节的激光器切割头就是要弥补市场上固体激光器切割头不能前后左右调节的不足，完善激光器切割头的功能。在离焦量上要求在一定范围内可调，以保证加工时不能满足不同加工材料对离焦量的需求。6第二章中心可调激光头的组成部分(一).中心可调激光切割头的设计组装图如下：图2.1此图是中心可调激光器的立体图，主视图和剖面图，中心可调激光切割头，不仅能够从旁轴吹起，而且还能通过旁边的四个螺母调节对出光孔进行机械的调节，气密性垫圈可以保证良好的的气密性。7(二)中心可调激光切割头的设计零件图如下：1.喷嘴的设计图如下所示：图2.2此图是喷嘴的立体图，主视图和左视图。喷嘴的形式和喷头尺寸的选取对切割质量的影响很大。因此在设计过程中考虑喷出气流的流量和压力来调节喷嘴的出气孔的大小。内部有一挡圈可以控制出气的孔径。2.套筒的设计图如下所示：图2.3该图是套筒的三维图，主视图和左视图。将其安装在出光切割套上，出光中心为出光圈。安装好后的螺母的无冒端与出光切割口的四个切面相接处来达到调节出光孔的位置，以调节活动的螺母就能进行激光的准直，以此来提高激光质量和加工效果。83.套环的设计图如下所示：图2.4该图是套环的三维立体图，主视图和左视图。套环的螺纹端是连接缸体箱下端的，和缸体箱的外螺纹紧密配合。图中的四个小孔是为四个可调节螺母留下的连接孔。四个活动螺母通过机械的调节对出光孔进行调整，使其与激光准直并出光。4.垫片的设计图如下所示：图2.5此图是垫片的三维视图，主视图和左视图。垫片是中心可调激光头保证良好气密性的装置，通过活动垫圈在缸体箱上通过螺纹上下移动，当缸体箱和聚焦系统的连接端连接后将活动垫圈移动到连接处，这样就可以防止保护气体或者辅助气体漏气，从而保证了气密性和气压。95.螺栓的设计图如下所示：图2.6该图是可调节螺母的三维，主视图和左视图。将螺母安装在出光套桶的四个螺纹孔内就可以对固体激光切割头进行出光调节。10三中心可调激光器切割头的结论中心可调节激光器的切割头的基本原理就是利用调节活动的机械的螺母来达到调节出光切割头的位置。出光切割头的位置移动就能进行有效的调节激光的出口位置从而起到准直的功效。可调节的活动螺母起到了密封聚焦系统与缸体箱的作用并且可以随着离焦量的变化一同和缸体箱进行上下的有限的调节。如缸体箱与聚焦系统已经配合好只需将可调节的活动螺母调节到两者连接出即可。这样就保证了保护气体或辅助气体的密封性又确保了气压，这样激光的出光效果会比密封性差的固体激光切割头的好的多。中心可调节的激光器切割头将准直的精度提升了一个档次这样激光器的出光效果会更好。出光切割头的四个切面的设计的要求必须要使平面度、直线度、垂直度要达到千分之一的精度，从而使可调节螺母的调节能在精度很高的情况下进行。切面与螺母通过垂直接触来达到螺母的调节到带动出光切割头的移动。中心可调节激光器的切割头的设计主要是利用四个可调节的螺母对出光孔进行机械的调节，以满足激光器切割头的可调性。根据不同的切割材料对激光的离焦量不同来活动缸体箱与聚焦系统的连接程度来达到要求。为激光器切割头的气密性设计了可活动的密封环，活动的密封环保证了保护气体的密封性也保证了气体的压强。可以激光器的同轴性更好，激光切割的效果更佳。解决了我国市场上固体激光器切割头不能前后左右调节的瑕疵。满足了中心可调激光器切割头的设计要求。11总结中心可调激光器切割头的设计与制作，弥补了我国固体激光器存在的缺陷。如若在以后的生产过程中还存在什么问题，需要通过不断的测试对数据进行改进，这是正常的，毕竟这只是理论分析的。但是这次设计的中心思想是不可忽视的，毕竟是一次新的突破。在设计的过程中也存在一定的问题，谢谢老师的帮助和同学的帮助，使我顺利的完成了这次毕业设计。12参考文献【1】吴让大高功率激光切割设备与工艺湖北科学技术出版社2010【2】陈家壁彭润玲激光原理及应用电子工业出版社2010【3】张永康激光加工技术化学工业出版社200413武汉软件工程职业学院毕业设计成绩鉴定表姓名冯程程系光电子与通信工程系专业激光加工技术班级激光0901班设计主题中心可调激光器的设计与制作指导教师杨晟设计思想摘要随着科技的发展与进步，固体激光切割对质量的要求也越来越高，国内现有的激光切割头气密性和同轴性都不够完善，不能满足现有市场对加工精度的要求，为了改善这种状况，设计出了一种中心可调激光切割头，而中心可调激光切割头的设计不仅能够调节使其同轴，而且也能保证良好的气密性。设计鉴定设计鉴定意见：设计鉴定等级：鉴定小组负责人签名：系盖章：年月日