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激光加工技术在工程机械制造中的应用探讨

赵新光

徐工铲运机械事业部,江苏徐州,221000

摘要: 激光加工技术作为一门科学技术,在许多工程领域得到了广泛的应用。作为科学发展的新产品,这项技术为武器装备、农业机械、工业机械、医疗卫生等领域带来了许多好消息。随着经济建设的快速发展和科学技术的不断进步,激光技术的施工质量也在不断提高。激光加工技术在工程机械制造中的应用是本文研究的重点。旨在与业界探讨如何更有效地提供机械产品的制造精度和质量。
关键词: 机关高级工技术;机械制造;应用与实践
DOI:10.12721/ccn.2021.160102
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工程机械制造业在当今世界,特别是在我国的支柱产业中发挥着重要作用。随着全球经济的快速发展,机械制造业的发展前景和潜力十分巨大。为了在世界上赢得一席之地,国内相关企业应该注重产品的高质量,要想实现机械强国梦就必须自主创新。然而,目前国内的科技水平还与发达国家有着一定差距。改革创新面临的主要问题是技术创新,其中包括激光加工技术,这是国际公认的更先进的技术手段如果这项技术能够得到改进和完善,就不会空谈提高工程机械的制造强度。

一、激光加工技术的特点

激光加工是较为典型的现代化技术,集智能化与先进性为一体,实现了多种技术的有机融合。激光加工技术的原理主要是借助激光束的性能,使其与材料相互作用,从而使材料发生形态变化,因激光束具有高能密度性,提高了激光加工技术的精确度,再加上环保无污染的优势,该技术远远走在其他制造加工技术的前列。与其他加工技术相比,激光加工技术不需要过多的材料就可以事先规模化生产,且能够较好的适应加工材料的特性,对于生产效益的提升大有助益。

激光加工技术在机械制造的主要特点:①功率大,能够适用于各种新型材料,只要吸收了足够的激光热量,便可在短时间内变化材料的形态。激光头与加工件不会直接接触,因此不会产生磨损问题。②加工操作不受工件动静态的限制,即便是被密封的材料,也可以进行加工。③材料的激光加工全程受电子计算机控制,激光束更加准确,机械加工也更加精密,实现了自动化操作。④激光加工不受外界环境的影响,机械化操控能够弥补人为操作的不足之处,确保加工工作的顺利开展。

二、激光加工技术的干扰因素

(1)激光的照射时间和输出功率都会直接影响到激光加工技术,一般情况下,激光输出功率越大,照射时问越长,工件能量也会随之加大。如果固定焦点位置,激光加工孔还会有一定程度上的增大。激光能量需要发散,由照射时问决定,如果时问过短,导致能量过密,从而拉低了激光的使用效率。

(2)在聚焦物镜的作用下,焦距与发散角就会发生功率反应,此时焦面上的光斑直径决定了激光的功率密度,密度大,表现为打孔深而小。

(3)焦点位置与工件表面的距离过大,会产生喇叭口的切口,在能量密度的作用下,焦点位置升高,工作表面的激光存在焦点过低,工件会出现较大的尖面斑点。

三、激光加工技术在工程机械中的应用

(一)激光切割

激光切割往往用于汽车行业、工程机械行业以及航空航天工业。通过激光束来照射工件,被照射的部位急速升温,材料开始气化,在排出蒸汽或熔渣之后,最终形成切缝。激光切割技术多用于钢材、铝合金、钦合金等金属材料的加工,对于非金属材料,包括陶瓷、塑料和加工玻璃等同样适用。经过激光切割的工件不会出现机械变形的问题,激光束也不会对材料造成太大的影响,照射过程所产生的热影响可以忽略不计。该技术制造出来的材料切口细窄,切缝整齐美观,且切割速度快、质量好、柔性高,不需要过多的模具投资便可获得经济效益。

(二)激光打标技术

目前市面上许多的产品都需要有生产日期、生产批号、条形码等的标记信息,而这些信息通常是通过气动打标机进行打码标记的,但是这种打标方式有一定的缺陷,比如标记内容不清晰、效率低、声音大、易损坏等等,不利于机械制造行业的进一步发展。激光打码作为一种新型的打标技术,利用激光和产品材料表面产生气化或者颜色变化的一种打标技术,它的高效率、环保以及低成本推动了现代化加工作业的发展,它和传统的打标技术在工艺上有以下区别:

(1)激光打码不会对作业对象造成力的破坏,并且使用的材料范围比较广,可以对各种材料表面进行打码作业。

(2)激光打码限制条件较低,对时间和空间的掌控程度比较强,对加工对象的自由度比较大,适用自动化和特殊表面加工作业。

(3)激光打码的精细程度限制了造假情况,他的精细度非常高,对品牌防伪起到很重要的作用。

(4)激光打码技术可通过计算机数控技术将各种类型的标码、图形等进行打标,符合现代化加工作业要求。

(5)激光打码更加环保。

四、激光加工技术在未来的发展趋势

相较于发达国家,我国在激光加工技术方面的发展起步较晚,但发展速度惊人。短短几年之内,一些大型生产激光加工设备的企业都具备了自己的核心竞争力,且其数量和质量的增长速度十分惊人,但是在技术方面与国外还是有一定的差距。例如,对激光电源的投资使得激光加工技术的成本仍然高于国外同类产品的使用成本。因此,激光切割技术还没能做到全行业普及。但是近年来我国的激光加工技术发展速度剧增,研发人员与技术人员一同对以往的不足之处进行多次试验,在许多领域包括加工成本、厚度等方面已经取得重大突破。在全球经济潮流盛行与科学技术进步的双重推动下,激光加工技术已经逐步从人工操作向智能化方向发展。计算机辅助设计等软件的开发和应用已经开始渗透到激光切割技术中。在相应的多功能激光切割中心内部,激光切割、焊接和热处理通过人工智能协调配合,充分发挥激光加工技术的整体优势,在一定程度上提高了激光加工技术的精度和效率。机器人广泛应用于激光切割技术领域,其多功能、高精度的优点得到了进一步的发展,激光加工技术在工件上的应用覆盖了大部分切削材料。今后,激光加工技术将在更精确的方向上进行进一步的研究,也会克服现在10毫米以下的工件不能用激光加工的缺陷,更精确的零件也可以不用人工加工。

结语

总之,作为一种新型加工技术激光加工技术在工程机械制造业中发挥着十分重要的作用,该技术在应用过程中具有效率高、品质高、消耗低、环保等特点,更加符合现代化加工制造业。同传统加工技术相比,激光加工技术更加符合现代机械工程制造业的发展趋势,同时也为我国工程机械制造业的发展提供了扎实的基础。

参考文献:

[1]郭华锋,李菊丽,孙涛.激光切割技术的研究进展[J].徐州工程学院学报(自然科学版),2015(04):71—78.

[2]王霄.激光加工技术的应用现状与未来发展分析[J].科学技术创新,2017,(22):34-35.