智能制造生产线技术及应用 教案 3-5 激光切割机

XXXXX学院单元教学设计XXXX—XXX学年第X学期课程名称：授课班级：任课教师：所在系部及教研室：

本单元标题激光切割机教学目的让学生了解智能生产线加工设备构成，为后续产线的学习打下基础。教学目标能力（技能）目标知识目标（1）能正确说出激光切割机工作原理和结构的特点。（2）能熟练操作激光切割机。（3）能熟练激光切割机本体机械各个模块。（1）掌握激光切割机的结构组成。（2）掌握数激光切割机的加工特点和工作原理。重点难点及解决方法重难点：激光切割机的操作解决方法：理论讲解，通过多媒体等手段解读任务，视频教学，提示学生如何攻破讨论的问题。在学习过程中，紧密结合课程上机、实验或者实践环节加深对激光切割机的认识和理解。参考资料参考大鹏激光设备有限公司激光切割机操作手册单元教学设计第一部分：复习上次课主要内容第二部分：新课导入及学习新内容（时间：45分钟理论）【步骤一】新课导入引导问题在生活中你都见过哪些国产品牌的激光切割机？激光切割的有哪些结构组成？请同学根据所学所识积极思考，踊跃发言【步骤二】新知识的讲授一、激光切割的作用（简单介绍）在现代工业加工制造领域，传统的板材加工方法有：裁剪、冲压、线切割、水切割、等离子切割等，每种加工方式都有其各自的优缺点和适用范围。在研究某些新型材料时，传统加工方法加工难度高，而激光加工正好可以避免这样的问题，人们的目光从传统加工方式中脱离出来，转变到激光加工中去。与传统方式相比，激光切割设备成本略高，但是其无接触加工，不会造成表面损伤，切割质量优越，柔性化程度高，加工效率等优点突出。在发达国家中，尤其是美国、日本、德国等，每年都会生产大量的激光加工设备，激光加工作为先进制造的一个方面取代传统加工势不可挡，其在重工业和轻工业中的应用也愈加广泛。二、激光切割的主要结构（一）加工平台·加工平台平台具有以下特点：1、大理石平板组织结构稠密、表面光滑耐磨、粗糙度数值小；2、大理石经长期天然时效，内应力完全消失，材质稳定，不会变形；3、耐酸、耐碱、耐腐蚀、抗磁；4、不会受潮生锈，使用、维护方便；5、线胀系数小，受温度影响小；6、工作面受碰撞或划伤后，只会产生凹坑，不产生凸纹、毛刺对测量精度无影响。（二）横梁横梁采用挤压铝型材，刚性好，重量轻，减少传统横梁装配过程中产生的累计误差，结构强度好，可承受更大加速度所产生的惯性，保证切割精度更加稳定,铝横梁外表加了不锈钢保护罩。横梁（三）滚珠丝杆滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。由于具有很小的摩擦阻力，滚珠丝杠被广泛应用于各种工业设备和精密仪器；滚珠丝杠由螺杆、螺母、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。它的功能是将旋转运动转化成直线运动。滚珠丝杆具有以下优点：1、摩擦损失小、传动效率高由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。2、精度高滚珠丝杠副一般是用世界最高水平的机械设备连贯生产出来的，特别是在研削、组装、检查各工序的工厂环境方面,对温度、湿度进行了严格的控制，由于完善的品质管理体制使精度得以充分保证。3、高速进给和微进给可能滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动,所以启动力矩极小,不会出现滑动运动那样的爬行现象,能保证实现精确的微进给。4、轴向刚度高滚珠丝杠副可以加与预压,由于预压力可使轴向间隙达到负值,进而得到较高的刚性。5、不能自锁、具有传动的可逆性（四）激光切割头组件根据实际工况选择切割头的功率，激光头内部完全密封，可避免光学部分收到灰尘污染。激光头采用两点对中调节，调焦采用凸轮结构，调节精确方便。保护镜片采用抽屉式安装，更换方便。激光切割头结构三、工作原理激光切割的工作原理是利用反射镜控制激光束对被切割材料进行处理。反射镜对激光器发射的光束进行发射，再由一个特殊的透镜对其进行聚拢对焦，形成高能量密度的光束再对材料表面进行处理。在激光切割的过程中，辅助气体由喷嘴喷出加入到激光对焦光束中，同向同轴的气体起到可以增加激光束的切割能力或保护被切割材料特性的作用。激光切割的功率大小受到喷嘴移动速度的影响，被割材料上的切割处理需要参考机床平台的运动轨迹来实现。激光切割主要用来切割金属，除了切割这种高硬度的物质，不同的激光技术也能进行布料、玻璃、陶瓷等材料的切割。四、加工特点1、精度高，速度快，切缝窄，热影响区最小，切割面光滑无毛刺。2、激光切割头不会与材料表面相接触，不划伤工件。3、切缝最窄，热影响区最小，工件局部变形极小，无机械变形。4、加工柔性好，可以加工任意图形，亦可以切割管材及其他异型材。5、可以对钢板、不锈钢、铝合金板、硬质合金等任何硬度的材质进行无变形切割。五、单机操作详细步骤请查看教材。【步骤二】任务实施（90min实践）