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      激光切割加工工件產生變形的原因及解決辦法

        一、數控激光切割加工工件產生變形的原因 

        由于數控切割加工工件毛坯制造、切削加工、熱處理時,其受熱不均、內部組織相變、受力變形等作用使工件內部產生了殘余應力,一段時間內在不受外界影響的情況下應力分布相對平衡,但在線切割加工過程中,由于工件材料被大量切去和切斷,又會改變其應力分布,隨著數控切割加工時間的推移而逐漸趨于平衡,從而使工件發生變形。對于鋁合金零件這種變形現象明顯。

        二、 數控切割加工解決方法:

        (1)數控切割加工前去應力 零件在切割加工前先進行熱處理消除材料內應力,這樣切割時就不會出現大的應力變形,以穩定尺寸。當然不同的材質,進行處理的方法各不相同。

        (2)外輪廓加工方法 外輪廓加工時通??梢圆挥么虼┙z孔從毛坯外側切入即可,如圖2a所示,這種方法易由于毛坯破口后造成材料內應力釋放產生較大變形,造成零件加工精度下降。為了避免和減少這種變形的產生,可以采用打穿絲孔加工的方法,保持毛坯輪廓的封閉性,可較大限度地減少加工過程中的應力變形。

        (a)外側切入 (b)打穿絲孔加工

        (3)采用二次數控切割加工切割法 對于加工精度要求比較高的零件,采用二次切割法。

        如在加工某子彈尾翼時,數控切割加工采用V形鐵裝夾φ8mm這一端,而另一端懸空。

        按正常的數控切割加工工藝加工結束后,用千分尺測量,靠近V形鐵處加工尺寸為2.00mm,而另一端加工尺寸僅為1.86mm。這是在線切割加工過程中,由于工件材料被大量切去改變其應力場分布,從而使工件發生變形。

        武漢激光切割加工改進的方法是一次加工中間留的厚度由2mm增加到2.4mm,在第一次切割時單邊留0.2余量,(使用φ0.18mm鉬絲時)粗加工以快速進行。一次切割完后毛坯由內部原來應力平衡狀態受到破壞后,又達到新的平衡,然后進行二次精加工,加工結束測量尺寸為1.99mm,達到了試驗要求的尺寸。

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