Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Процессы механической обработки, станки и инструменты

Диссертационная работа:

Ананин Вячеслав Николаевич. Технология изготовления деталей из толстолистовой стали методом размерной лазерной резки : диссертация ... кандидата технических наук : 05.03.01, 05.07.02 / Ананин Вячеслав Николаевич; [Место защиты: Казан. гос. техн. ун-т им. А.Н. Туполева].- Казань, 2009.- 131 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/2272

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Стр.

Введение 4

Глава 1. ОБЪЕКТ ИССЛЕДОВАНИЯ И ПУТИ

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ РАЗМЕРНОЙ РЕЗКИ ТОЛСТОЛИСТОВОГО МЕТАЛЛА.

  1. Анализ состояния технологических процессов резки листового материала 8

  2. Конструкция и характеристики лазерных установок

для резки листового материала 13

Выводы по главе 44

1.3 Задачи работы 46

Глава 2. МОДЕРНИЗАЦИЯ ЛАЗЕРНОГО

ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА ДЛЯ РЕЗКИ ТОЛСТОЛИСТОВОЙ СТАЛИ.

  1. Совершенствование конструкции разрядной камеры ... 47

  2. Экспериментальная проверка модернизированной разрядной камеры 53

  3. Оптимизация параметров оптической системы лазерного технологического комплекса 61

  4. Экспериментальная проверка резонатора со сплошным пучком и резонатора с увеличением М=255 78

  5. Проектирование устройства подачи вспомогательного

газа при газолазерной резке 81

  1. Определение параметров сверхзвуковых сопел устройства подачи вспомогательного газа при газолазерной резке 86

  2. Экспериментальная проверка устройств подачи

вспомогательного газа при газолазерной резке 90

Выводы по главе 94

Глава 3. РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ ТОЛСТОЛИСТОВЫХ СТАЛЕЙ.

3.1 Влияние параметров процесса резки на

гратообразование 95

3.2 Экспериментальная проверка зависимости величины

грата от скорости резки д_

  1. Влияние параметров процесса резки на чистоту поверхности кромки реза 99

  2. Расчёт коробления деталей, получаемых лазерной размерной резкой 102

  3. Составление технологического процесса лазерной

резки 110

Выводы по главе 120

Глава 4. ВНЕДРЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЙ В

ПРОМЫШЛЕННОСТЬ 121

Результаты работы 127

Список использованной литературы 128

Введение к работе:

Актуальность темы диссертационной работы обусловлена необходимостью внедрения в авиационную промышленность нашей страны технологий, соответствующих современному этапу научно-технического прогресса.

Лазерная технология, несомненно, относится к разряду современных технологий, ведь сегодня степень насыщения лазерным оборудованием для всех передовых промышленных стран стала одним из важнейших критериев индустриального развития. При этом роль флагмана в процессах освоения новых типов лазерного оборудования и технологий в промышленном производстве играет машиностроение. Это обусловлено, во-первых, общей лидирующей ролью этой отрасли в мировом научно-техническом прогрессе, а во-вторых, высочайшей технико-экономической эффективностью внедрения здесь лазерных технологий.

Значительную долю в производстве лазерной техники составляют лазерные технологические установки для обработки различных материалов - резки, сварки, сверления, маркировки, локального модифицирования поверхностного слоя. Характерными особенностями всех видов лазерной обработки являются высокие точность и качество обработки, высокие скорости обработки. Большой экономический эффект возникает за счет экономии материалов и энергоресурсов при сварке и резке, повышения производительности труда при сварке, размерной обработке и маркировке. Немаловажное значение приобретают вторичные эффекты, которые реализуются при использовании конструкций, изначально ориентированных на лазерные технологии, например, достижение большей прочности конструкции при одновременном снижении их металлоемкости. Преимуществами этой технологии также являются экологическая чистота, возможность осуществления процессов, недоступных большинству других технологий и возможность полной автоматизации. Всё это возможно благодаря особенностям лазерного излучения.

В нашей стране в авиационном производстве технология лазерной обработки практически не применяется. В этой связи акту-

альна задача внедрения технологии лазерного раскроя толстолистового материала.

Объектом исследования является технология обработки листовой стали толщиной более 10 мм методом лазерной резки и оборудование для её осуществления.

Целью работы является разработка технологии и совершенствование оборудования на базе ССЬ лазера типа ЛИ с неустойчивым резонатором с выходной мощностью излучения более 5 кВт для резки толстолистовой стали.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

  1. Анализ исследований в области технологии и современного оборудования для лазерной обработки и резки толстолистовой стали.

  2. Разработка технологии резки листовой стали толщиной более 10 мм с использованием лазерного технологического оборудования на базе С02 лазера типа ЛИ с неустойчивым резонатором и выходной мощностью более 5 кВт.

  3. Совершенствование конструкции лазера с целью увеличения мощности, повышения качества генерируемого излучения и разработка устройства для подачи вспомогательного газа для обеспечения данной технологии.

Методы исследований

Основные задачи работы решались на основе сочетания теоретических и экспериментальных методов исследования. Теоретическая часть базировалась на теориях напряжённо-деформированного состояния, газодинамики, гидродинамики и нелинейной оптики.

Достоверность и обоснованность научных выводов и рекомендаций, содержащихся в работе, обеспечивается их экспериментальной проверкой.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана технология резки толстолистовой стали с ис
пользованием СОг лазера типа ЛИ с неустойчивым резонатором.

2. Установлено, что оптимизация конструкции разрядно-
резонаторной камеры путём изменения степени секционированио-
сти электродных элементов позволяет повысить мощность и на
дёжность работы лазера.

3. Установлено, что повышение степени увеличения неустой
чивого резонатора ССЬ лазера с 2,2 до 2,5 приводит к увеличению
производительности резки при тех же режимах питания разрядно-
резонаторной камеры.

4. Установлено, что для резки толстолистового материала
эффективно подавать вспомогательный газ через сверхзвуковые
сопла с малой степенью нерасчётности непосредственно в зону
резки.

Практическая ценность

  1. Разработаны рекомендации и технология резки толстолистовых материалов с использованием излучения быстропроточного С02 лазера с неустойчивым резонатором.

  2. Разработана методика расчёта величины термического коробления заготовок, получаемых размерной лазерной резкой, которая используется для проектирования технологического процесса резки.

  3. Повышена производительность резки толстолистового металла в результате расчётной оптимизации оптической системы лазерного технологического комплекса на отсутствие аберраций и астигматизма, а также за счёт модернизации конструкции разряд-но-резонаторной камеры лазера.

  4. Выполнено устройство для подачи вспомогательного газа в зону лазерной резки со сверхзвуковыми соплами, направленными непосредственно в зону резки, которое позволило осуществлять лазерную резку более эффективно по сравнению с другими устройствами данного типа.

Апробация работы

Результаты исследований доложены на Международной научно-технической конференции «Проблемы и перспективы развития авиации, наземного транспорта и энергетики «АНТЭ-07», опубликованы в трёх статьях в журнале «Вестник КГТУ им. А.Н. Туполева» и отражены в трёх патентах и одной заявке, получившей положительное решение.

Публикации

Основное содержание работы опубликовано в 6 печатных работах: трёх статьях в журнале, рекомендованном ВАК, и трёх патентах.

Реализация результатов работы

Материалы работы использованы для создания оборудования технологических комплексов ООО "Гиперболоид" и ОАО "КМПО" и переданы для использования в ОАО "КФ КБ Туполев".

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Технология резки толстолистовой стали с использованием С02 лазера типа ЛИ с неустойчивым резонатором.

  2. Устройство для подачи вспомогательных газов при лазерной резке.

  3. Результаты экспериментов по изменению степени увеличения неустойчивого резонатора СОг лазера.

  4. Результаты экспериментов по увеличению степени секционированное катодной платы СОг лазера.

  5. Методика расчёта величины термического коробления заготовок, получаемых размерной лазерной резкой.

Структура и объём диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырёх глав, заключения, библиографического списка и приложений. Общий объём работы 131 страница. Основной текст диссертации содержит 113 страниц машинописного текста, 38 формул, 73 рисунка и 22 таблицы. Список литературы содержит 52 наименования.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net