[发明专利]一种利用激光切割机加工方矩管异形孔的工艺

说明书

本发明提供一种利用激光切割机加工方矩管异形孔的工艺，属于钣金加工领域，该利用激光切割机加工方矩管异形孔的工艺具体步骤为准备方矩管并固定方矩管，切割前对方矩管进行定位，根据方矩管的规格选择固定合适的平台，确定等间距双直角，靠近方矩管边缘的异形孔在编写切割程序时进行预处理和调节固定方矩管的平台高度进行切割作业。本发明的目的是为了解决在方矩管管壁上加工异形孔困难，费时且成本高的问题，本发明可以提高定位效果，可快速加工方矩管管壁上异形孔，节约时间，成本低并且操作强度大。

技术领域

本发明属于钣金加工技术领域，尤其涉及一种利用激光切割机加工方矩管异形孔的工艺。

背景技术

方矩管等型材常用作机器的机架或者支架，为了固定相关设备或者工艺需求常需要在方矩管管壁上加工光孔、丝孔甚至是异形孔。加工圆孔通常在摇臂钻床上就能完成，但是异形孔的加工则比较困难，当方矩管规格比较小且长度较短时可以在铣床上加工，但对于规格大且长度较长的方矩管用铣床加工起来比较困难，这时候用激光切割机进行加工就显示出了巨大优势。

激光切割机是将从激光器发射出的激光，经光路系统，聚焦成高功率密度的激光束。激光束照射到工件表面，使工件达到熔点或沸点，同时与光束同轴的高压气体将熔化或气化金属吹走。

随着光束与工件相对位置的移动，最终使材料形成切缝，从而达到切割的目的。

激光切割加工是用不可见的光束代替了传统的机械刀，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金属切割工艺设备。激光刀头的机械部分与工件无接触，在工作中不会对工件表面造成划伤；激光切割速度快，切口光滑平整，一般无需后续加工；切割热影响区小，板材变形小，切缝窄（0.1mm~0.3mm）；切口没有机械应力，无剪切毛刺；加工精度高，重复性好，不损伤材料表面；数控编程，可加工任意的平面图，可以对幅面很大的整板切割，无需开模具，经济省时。

在工业生产中确定焦点位置的简便方法有三种：

（1）打印法：使切割头从上往下运动，在塑料板上进行激光束打印，打印直径最小处为焦点。

（2）斜板法：用和垂直轴成一角度斜放的塑料板使其水平拉动，寻找激光束的最小处为焦点。

（3）蓝色火花法：去掉喷嘴，吹空气，将脉冲激光打在不锈钢板上，使切割头从上往下运动，直至蓝色火花最大处为焦点。

对于飞行光路的切割机，由于光束发散角，切割近端和远端时光程长短不同，聚焦前的光束尺寸有一定差别。入射光束的直径越大，焦点光斑的直径越小。为了减少因聚焦前光束尺寸变化带来的焦点光斑尺寸的变化，国内外激光切割系统的制造商提供了一些专用的装置供用户选用：

（1）平行光管。这是一种常用的方法，即在CO2激光器的输出端加一平行光管进行扩束处理，扩束后的光束直径变大，发散角变小，使在切割工作范围内近端和远端聚焦前光束尺寸接近一致。

（2）在切割头上增加一独立的移动透镜的下轴，它与控制喷嘴到材料表面距离（stand off）的Z轴是两个相互独立的部分。当机床工作台移动或光轴移动时，光束从近端到远端F轴也同时移动，使光束聚焦后光斑直径在整个加工区域内保持一致。

（3）控制聚焦镜（一般为金属反射聚焦系统）的水压。若聚焦前光束尺寸变小而使焦点光斑直径变大时，自动控制水压改变聚焦曲率使焦点光斑直径变小。

（4）飞行光路切割机上增加x、y方向的补偿光路系统。即当切割远端光程增加时使补偿光路缩短；反之当切割近端光程减小时，使补偿光路增加，以保持光程长度一致。

但是，现有的激光切割机加工方矩管异形孔的工艺存在着定位效果差，方矩管管壁上加工异形孔困难，费时且成本高和操作强度较大的问题。

因此，发明一种利用激光切割机加工方矩管异形孔的工艺显得非常必要。