智能制造生產(chǎn)線技術(shù)及應(yīng)用 教案 3-5 激光切割機(jī)

XXXXX學(xué)院單元教學(xué)設(shè)計(jì)XXXX—XXX學(xué)年第X學(xué)期課程名稱：授課班級：任課教師：所在系部及教研室：

本單元標(biāo)題激光切割機(jī)教學(xué)目的讓學(xué)生了解智能生產(chǎn)線加工設(shè)備構(gòu)成，為后續(xù)產(chǎn)線的學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)（1）能正確說出激光切割機(jī)工作原理和結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。（2）能熟練操作激光切割機(jī)。（3）能熟練激光切割機(jī)本體機(jī)械各個模塊。（1）掌握激光切割機(jī)的結(jié)構(gòu)組成。（2）掌握數(shù)激光切割機(jī)的加工特點(diǎn)和工作原理。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法重難點(diǎn)：激光切割機(jī)的操作解決方法：理論講解，通過多媒體等手段解讀任務(wù)，視頻教學(xué)，提示學(xué)生如何攻破討論的問題。在學(xué)習(xí)過程中，緊密結(jié)合課程上機(jī)、實(shí)驗(yàn)或者實(shí)踐環(huán)節(jié)加深對激光切割機(jī)的認(rèn)識和理解。參考資料參考大鵬激光設(shè)備有限公司激光切割機(jī)操作手冊單元教學(xué)設(shè)計(jì)第一部分：復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容第二部分：新課導(dǎo)入及學(xué)習(xí)新內(nèi)容（時(shí)間：45分鐘理論）【步驟一】新課導(dǎo)入引導(dǎo)問題在生活中你都見過哪些國產(chǎn)品牌的激光切割機(jī)？激光切割的有哪些結(jié)構(gòu)組成？請同學(xué)根據(jù)所學(xué)所識積極思考，踴躍發(fā)言【步驟二】新知識的講授一、激光切割的作用（簡單介紹）在現(xiàn)代工業(yè)加工制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)的板材加工方法有：裁剪、沖壓、線切割、水切割、等離子切割等，每種加工方式都有其各自的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍。在研究某些新型材料時(shí)，傳統(tǒng)加工方法加工難度高，而激光加工正好可以避免這樣的問題，人們的目光從傳統(tǒng)加工方式中脫離出來，轉(zhuǎn)變到激光加工中去。與傳統(tǒng)方式相比，激光切割設(shè)備成本略高，但是其無接觸加工，不會造成表面損傷，切割質(zhì)量優(yōu)越，柔性化程度高，加工效率等優(yōu)點(diǎn)突出。在發(fā)達(dá)國家中，尤其是美國、日本、德國等，每年都會生產(chǎn)大量的激光加工設(shè)備，激光加工作為先進(jìn)制造的一個方面取代傳統(tǒng)加工勢不可擋，其在重工業(yè)和輕工業(yè)中的應(yīng)用也愈加廣泛。二、激光切割的主要結(jié)構(gòu)（一）加工平臺·加工平臺平臺具有以下特點(diǎn)：1、大理石平板組織結(jié)構(gòu)稠密、表面光滑耐磨、粗糙度數(shù)值小；2、大理石經(jīng)長期天然時(shí)效，內(nèi)應(yīng)力完全消失，材質(zhì)穩(wěn)定，不會變形；3、耐酸、耐堿、耐腐蝕、抗磁；4、不會受潮生銹，使用、維護(hù)方便；5、線脹系數(shù)小，受溫度影響小；6、工作面受碰撞或劃傷后，只會產(chǎn)生凹坑，不產(chǎn)生凸紋、毛刺對測量精度無影響。（二）橫梁橫梁采用擠壓鋁型材，剛性好，重量輕，減少傳統(tǒng)橫梁裝配過程中產(chǎn)生的累計(jì)誤差，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度好，可承受更大加速度所產(chǎn)生的慣性，保證切割精度更加穩(wěn)定,鋁橫梁外表加了不銹鋼保護(hù)罩。橫梁（三）滾珠絲桿滾珠絲杠是工具機(jī)械和精密機(jī)械上最常使用的傳動元件，其主要功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)換成線性運(yùn)動，或?qū)⑴ぞ剞D(zhuǎn)換成軸向反復(fù)作用力，同時(shí)兼具高精度、可逆性和高效率的特點(diǎn)。由于具有很小的摩擦阻力，滾珠絲杠被廣泛應(yīng)用于各種工業(yè)設(shè)備和精密儀器；滾珠絲杠由螺桿、螺母、鋼球、預(yù)壓片、反向器、防塵器組成。它的功能是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動。滾珠絲桿具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、摩擦損失小、傳動效率高由于滾珠絲杠副的絲杠軸與絲杠螺母之間有很多滾珠在做滾動運(yùn)動,所以能得到較高的運(yùn)動效率。2、精度高滾珠絲杠副一般是用世界最高水平的機(jī)械設(shè)備連貫生產(chǎn)出來的，特別是在研削、組裝、檢查各工序的工廠環(huán)境方面,對溫度、濕度進(jìn)行了嚴(yán)格的控制，由于完善的品質(zhì)管理體制使精度得以充分保證。3、高速進(jìn)給和微進(jìn)給可能滾珠絲杠副由于是利用滾珠運(yùn)動,所以啟動力矩極小,不會出現(xiàn)滑動運(yùn)動那樣的爬行現(xiàn)象,能保證實(shí)現(xiàn)精確的微進(jìn)給。4、軸向剛度高滾珠絲杠副可以加與預(yù)壓,由于預(yù)壓力可使軸向間隙達(dá)到負(fù)值,進(jìn)而得到較高的剛性。5、不能自鎖、具有傳動的可逆性（四）激光切割頭組件根據(jù)實(shí)際工況選擇切割頭的功率，激光頭內(nèi)部完全密封，可避免光學(xué)部分收到灰塵污染。激光頭采用兩點(diǎn)對中調(diào)節(jié)，調(diào)焦采用凸輪結(jié)構(gòu)，調(diào)節(jié)精確方便。保護(hù)鏡片采用抽屜式安裝，更換方便。激光切割頭結(jié)構(gòu)三、工作原理激光切割的工作原理是利用反射鏡控制激光束對被切割材料進(jìn)行處理。反射鏡對激光器發(fā)射的光束進(jìn)行發(fā)射，再由一個特殊的透鏡對其進(jìn)行聚攏對焦，形成高能量密度的光束再對材料表面進(jìn)行處理。在激光切割的過程中，輔助氣體由噴嘴噴出加入到激光對焦光束中，同向同軸的氣體起到可以增加激光束的切割能力或保護(hù)被切割材料特性的作用。激光切割的功率大小受到噴嘴移動速度的影響，被割材料上的切割處理需要參考機(jī)床平臺的運(yùn)動軌跡來實(shí)現(xiàn)。激光切割主要用來切割金屬，除了切割這種高硬度的物質(zhì)，不同的激光技術(shù)也能進(jìn)行布料、玻璃、陶瓷等材料的切割。四、加工特點(diǎn)1、精度高，速度快，切縫窄，熱影響區(qū)最小，切割面光滑無毛刺。2、激光切割頭不會與材料表面相接觸，不劃傷工件。3、切縫最窄，熱影響區(qū)最小，工件局部變形極小，無機(jī)械變形。4、加工柔性好，可以加工任意圖形，亦可以切割管材及其他異型材。5、可以對鋼板、不銹鋼、鋁合金板、硬質(zhì)合金等任何硬度的材質(zhì)進(jìn)行無變形切割。五、單機(jī)操作詳細(xì)步驟請查看教材?！静襟E二】任務(wù)實(shí)施（90min實(shí)踐）