Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Штамповка является одним из видов обработки давлением на предприятии Электромаш для получения заготовок сегментов статора и ротора. Посредством силового воздействия металл принимает форму инструмента - штампа. Оборудование и оснастка зависят от температурного режима работы. Штамповка классифицируется по термическим принципам:

Холодная штамповка предполагает обработку металла без нагрева. В качестве исходной заготовки используются, в основном, листы металла. В результате произведенных технологических операций заготовки меняют свою конфигурацию. Толщина листа остается неизменной или уменьшается незначительно.

При горячей штамповке выполняется обработка с изменением конфигурации и сечения заготовки. Усилие для деформации требуется большое, поэтому применяется нагрев от 800 ?С до 1100°С, в зависимости от марки стали и температуры ее пластической деформации. Нагрев производится во вспомогательном оборудовании - индукционных, газовых и электрических печах.

Холодную штамповку применяют для листов стали с низким содержанием углерода - Ст 25, Ст 35. Они пластичны при низких температурах. В качестве заготовки, в основном, используется листовой прокат. Чем больше содержание углерода и легирующих элементов, тем выше температура пластической деформации.

Например, Ст 45 штампуют при t 830-850?С, Ст 90ХФ требуется нагревать до 1050-1100?С. Для горячей штамповки используют профильный прокат, в основном, круглый и квадратный.

Также на предприятии введены в работу 2 лазерных станк ЧПУ LASERCUT-3015-1.

Лазер является одним из наиболее интересных научно-технических достижений XX века. Создание лазеров привело ко второму рождению научной и технической оптики и развитию совершенно новых отраслей промышленности.

Лазеры находят разнообразное применение в технологии обработки материалов, становятся частью многих специализированных информационных систем, используются в научных исследованиях, медицине, военной технике. В обозримом будущем лазерные технология, связь, химия и энергетика должны привести к революционным преобразованиям в этих областях.

Обработка металлов лазером - самый технологичный и выгодный способ раскроя практически любого типа материала. В отличие от других технологий раскроя лазерная резка практически не наносит ущерба металлу, так что в большинстве случаев он не требует дальнейшей обработки.

По сравнению, с механической резкой, обработка металлов лазером позволяет значительно сэкономить на металле, уходящем в отвал. Специальные программы в составе программного обеспечения лазерного станка подскажут резчику наиболее экономичный способ изготовления продукции их заготовок.

Следует отметить, что обработка металла лазером применяется не только в машиностроении или станкостроении, строительстве и других сферах промышленности. Лазер используется и для изготовления декоративных элементов и хрупких деталей, использующихся для украшения зданий, сооружений и даже внутренних помещений.



1. Общая часть

1.1 Виды штамповочных технологических операций и оборудование

Холодная штамповка широко применяется для изготовления различных объемных корпусных и плоских, со сложной конфигурацией по периметру, деталей, отверстий. Технология штамповки включает операции:

вырубка;

прошивка;

обрезка;

гибка;

вытяжка;

отбортовка.

Для штамповки металла применяют инструмент и оснастку различного типа. В основном, это штампы, состоящие из двух частей:

неподвижно закрепленная матрица;

движущийся перпендикулярно плоскости разъема, пуансон.

Штамп для прошивки и вырубки может иметь прижимы, которые ползун опускает вместе с пуансоном. Они фиксируют заготовку, не давая ей сместиться.

Инструменты и приспособления для деформации деталей устанавливаются на специальное оборудование - прессы. Матрица с корпусом штампа закрепляется на столе неподвижно. Пуансон и другие элементы верней части инструмента двигаются вместе с ползуном станка. Зазор обеспечивают направляющие штампа. Они не дают смещаться деталям относительно друг друга, обеспечивают необходимый зазор.



1.2 Конструкция и принцип работы прессового оборудования

Штамповочные станки не делятся по технологическим операциям. Горячие и холодные виды деформации производятся на одном оборудовании. Прессы подбираются по таким параметрам:

мощность;

производительность;

ход ползуна;

наличие рядом дополнительного оборудования для нагрева и раскроя;

размер стола.

Основной инструмент, участвующий в деформации - штамп. Его рабочие детали: матрица и пуансон, которые проектируются под конкретную деталь и операцию. Ползун и стол имеют стандартные пазы для крепления:

Т-образные;

ласточкин хвост.

Для создания плоских деталей из листа с большим количеством одинаковых отверстий используют станок для штамповки листового металла. Небольшие детали с фигурной конфигурацией изготавливают на прессах кривошипного типа. На гидравлическом оборудовании делают кузова автомобилей и детали для самолетов.

1.3 Прессы кривошипно-шатунного типа

В основе устройства оборудования лежит кривошипно-шатунный механизм. Он превращает вращательное движение привода в поступательное перемещение ползуна. Прессы классифицируются по количеству ползунов - 1, 2 и 4.

На производстве, в основном, востребованы одностоечные станки с 1 и 2 кривошипами.

Работающие синхронно от одного привода и распределительного редуктора 4 узла стоят на крупном оборудовании, предназначенном для изготовления габаритных деталей с большой степенью деформации, например, крылья, капоты и багажники автомобилей.

Для прошивки отверстий без деформации заготовки на конвейерах используют станки для штамповки листового металла. Они представляют собой простейшие прессы кривошипного типа.

Достоинства кривошипных прессов:

простая регулировка;

высокая производительность;

малая погрешность.

Основной недостаток кривошипа заключается в его возможном заклинивании. Если мощности не хватает, ползун останавливается в крайней нижней точке. Чтобы его поднять, необходимо разобрать половину механизма.

1.4 Гидравлические прессы

Прессы гидравлического типа относятся к наиболее мощным штамповочным агрегатам. На самых крупных из них штампуют кузова автомобилей, крылья и фюзеляжи самолетов.

В цилиндре, под давлением масла снизу и сверху, перемещается поршень, к которому прикреплен ползун и другие элементы рабочего механизма. Длина хода рабочего инструмента настраивается переключателями. Достигнув их, упор выключает подачу масла.

Гидравлический пресс можно остановить в любой точке рабочей траектории. К его недостаткам относятся:

сложная система гидравлики;

низкая производительность.

Пуансон давит равномерно по всей длине рабочего хода с большим усилием, но движется медленно.

1.5 Прессы радиально ковочного типа

Для создания из плоского листа цилиндров с продольным соединением торцов используют оборудование радиального типа. Деформация заготовки производится на валу, который вращаясь, прижимает лист к рабочему инструменту, производящему деформацию. В результате заготовка приобретает форму цилиндра. Диаметр определяется размером вала.

Для вальцовки толстых листов применяется индукционный нагрев.

Оборудование радиального типа непригодно для других видов технологических операций.

1.6 Прессы электромеханического типа

Работа электромагнитного пресса основана на усилии, которое создает электрическое магнитное поле. В механическом станке перемещение рабочего инструмента осуществляется за счет движения электрического сердечника. Он перемещает ползун.

Достоинство электромеханических станков - питание электроэнергией и высокая производительность. Нет необходимости в сложных механизмах и гидравлике.

К недостаткам относится малая мощность, низкий КПД и неравномерное усилие в разных точках рабочего хода.

Штамповка значительно упрощает изготовление тонкостенных деталей со сложной конфигурацией и сводит к минимуму расход материала. Ее выгодно использовать при массовом производстве деталей от 1000 штук.



1.7 Виды станков для холодной штамповки

При работе с металлом используется разнообразное оборудование. Изготавливать изделия сложной формы можно с помощью станков для холодной штамповки. Методом выдавливания на металлический лист наносят узор, делают отверстия, штампуют изделия сложной формы. Существует два вида штамповки и несколько видов оборудования для проведения этого технологического процесса. Станок холодной штамповки

1.8 Принципы листовой штамповки

Холодная штамповка детали - технологический процесс, при котором на лист металла оказывается сильное давление. Механическое воздействие передаётся на обрабатываемый материал с помощью специальных машин. Помимо холодной существует горячая обработка.

У листовой обработки металла есть сильные и слабые стороны. Преимущества: увеличение эффективности производства;

минимальная дополнительная обработка материалов после выдавливания;

возможность создания прочных изделий сложной формы;

актуальность применения технологического процесса при серийном производстве деталей; минимальное количество отходов при обработке металлических листов.

Недостатки:

возникают сложности при проектировании хода работ;

пресс-формы требуют дополнительных вложений;

настройка промышленного оборудования требует наличия определённых навыков.

При серийном производстве деталей минусы скрашиваются высокой эффективностью технологического процесса.

1.9 Виды обработки и оборудования

Прежде чем говорить о штамповочном оборудовании следует разобраться с видами обработки:

1 Холодная - ряд действий, в ходе которых изготавливают детали для вентиляции, корпусов машин, самолётов. Преимущества этого метода - экономия материала, увеличение эффективности производства.

2 Горячая - технологический процесс, с помощью которого штампуют металлические листы толщиной до 4 мм. Изначально материал разогревается до определённой температуры, затем используется специальное оборудование для его обработки. Для разогревания используются печи разного типа.

Холодная штамповка металла не требует дополнительных навыков.

Горячий метод проводится с учётом определённых особенностей. При остывании материал может изменять форму.

Кривошипно-шатунный

Это станок, в котором вращающееся движение двигателя становится обратно-поступательным. Нагрузка передаётся штампу, который воздействует на рабочую поверхность материала. Во время работы создаётся давление до 8 тысяч тонн. С их помощью проводят:

прошивку;

выдавливание;

формирование заусенцев.

Кривошипные прессы для листовой штамповки увеличивают эффективность производства, позволяют сэкономить материал.

При работе с материалами большой толщины используют гидравлическое оборудование. Оно оказывает меньше усилий на рабочую поверхность, но достигает большего эффекта. Механические прессы воздействуют на заготовки ударами, что эффективнее при работе с тонколистовым металлом.

Гидравлический

Обработка металлических листов гидравлическими прессами можно назвать продавливанием. Состоит из двух цилиндров, заполненных водой, соединительной трубы, поршней. После запуска механизмов увеличивается давление. Гидравлические прессы используются для штамповки металла большой толщины.

Радиально-ковочный

Аппарат, который обрабатывает материал теплом. Заготовку отправляют в специальный модуль, который разогревает её по методу индукции.

Когда материал будет разогрет до определённой температуры, он перемещается по конвейеру до зоны обработки. Выдавливание производится с помощью бойков. Заготовка крутится, а рабочие части обрабатывают её по всей поверхности.

Радиально-ковочный пресс для штамповки листового металла приводится в действия с помощью электромотора.

Электромагнитный

Штамповочный пресс для металла на основе электромагнитов считается новейшей технологией обработки металлических листов. Представляет собой мощный электромагнит, который начинает толкать штамп под воздействием электромагнитного поля.

В исходное положение рабочая часть возвращается при разжимании пружин, отключении электромагнита от сети. Это экономичное и долговечное оборудование. Автоматическая штамповка из листа - штамповочный сканер-позиционер с ЧПУ «Декарт»

1.10 Конструкция и принцип работы прессового оборудования

Конструкцию любого оборудования для штамповки составляют следующие элементы:

приводной электродвигатель;

механизм передачи движения;

исполнительный механизм.

Основные части механического кривошипного пресса

В зависимости от того, каким образом приводной двигатель пресса связан с его исполнительным механизмом, выделяют станки со связью:

механической;

немеханической, осуществляемой за счет жидкости, газа или пара.

В качестве исполнительного механизма, которым оснащается оборудование для выполнения штамповки, могут выступать траверсы, ползун, валки, ролики и бабы.

1.11 Прессы кривошипно-шатунного типа

Основным конструктивным элементом данных прессов является кривошипно-шатунный механизм, который преобразует вращательное движение, получаемое им от привода, в возвратно-поступательное движение ползуна.

Исполнительный механизм, которым оснащается пресс штамповочный данного типа, связан непосредственно с ползуном, способным развивать усилие до 100 тонн.

Движение ползуна в таких прессах осуществляется с одной и той же периодичностью.

Сборный штамп кривошипного пресса

Прессы кривошипно-шатунного типа могут относиться к оборудованию простого типа, двойного или тройного действия. Используя такие станки, можно выполнять следующие технологические операции:

штамповку с использованием матриц открытого и закрытого типа;

резку листового металла;

прошивку;

формирование готового изделия методом выдавливания;

комбинированную обработку.

В тех случаях, когда для формовки готового изделия из металлической заготовки требуется более мощное оборудование, применяются станки гидравлического типа.

1.12 Листоштамповочные прессы

Гидравлические листоштамповочные прессы простого действия рамные типа ПБ3434 предназначены для формования и глубокой вытяжки, вырубки, отбортовки, гибки и т.д. Гидравлические прессы двойного действия, аналогичные ПА4044, предназначены для многооперационной вытяжки, формовки, калибровки и гибки.

Кроме того, есть прессы гидравлические одностоечные монтажно-запрессовочные, гидравлические одностоечные для различных штамповочных операций.

Давление на складкодержатели гидравлических прессов передается от главного цилиндра через пружины или резину от специально установленных гидравлических и пневматических цилиндров.

Автоматы листоштамповочные многопозиционные предназначены для последовательной многопереходной штамповки изделий из металлической ленты с автоматическим переносом штампуемой детали с позиции на позицию.

Прессы-автоматы гидравлические (тройного действия) для чистовой вырубки предназначены для изготовления деталей за один рабочий ход пресса с параметром шероховатости поверхности контура детали Ra = 1,25 и точностью размеров в пределах от 7-го до 11-го квалитета.



1.13 Этапы изготовления штампов

Чтобы выполнить штамповку деталей, нужно уметь проектировать штампы. Если расчёты проведены неправильно, достичь хорошего результата невозможно. Этапы изготовления штампов:

Чертёж будущего изделия.

Разбор рабочего процесса, этапов взаимодействия элементов оборудования.

Подгон окончательных размеров штампа.

Если расчёты проведены верно, нужно изготовить штамп и приступить к обработке металлических листов. Штамповка на кривошипных прессах требует точного расчёта размера заготовки, её толщины и прочности. При работе с толстыми заготовками нужно материал предварительно разогреть. Так уменьшаются показатели твердости, прочности, металл становится податливым к механическим нагрузкам.

Штамповка металлических листов считается популярным технологическим процессом. С его помощью изготавливают детали, использующиеся в автомобилестроении, самолётостроении, судостроении, строительстве. Учитывая особенности используемого оборудования, правильно изготавливая штампы, можно увеличить эффективность производства, сделать его экономичнее.



2. Специальная часть

2.1 Теория лазерной обработки

Лазер - источник электромагнитного излучения, видимого инфракрасного и ультрафиолетового диапазонов, основанный на вынужденном излучении атомов и молекул. Слово «лазер» составлено из начальных букв слов английской фразы «Light amplification by stimylated Emission of Radiation» - что означает «усиление света в результате вынужденного излучения».

Вынужденное излучение происходит при столкновении кванта с электроном, находящимся на верхнем энергетическом уровне и отдающим квант энергии при переходе на нижний уровень. Усиление света получается за счет того, что первый квант, т.е. квант-возбудитель, после столкновения с атомом не исчезает, а сохраняется и дальше летит вместе с вновь рожденным квантом. Затем каждый из этих двух квантов сталкивается с одним атомом, а потом с восьмью, шестнадцатью и т.д., пока не кончится их путь в активном веществе. Так что, чем длиннее будет этот путь, тем более мощную лавину квантов, т.е. более мощный луч света, вызывает первый квант. А так как первоначальный импульс света заключает в себе не 1 квант, а множество, то и лавина квантов становится мощной. Поэтому в твердотельных лазерах активное вещество используется в виде узких длинных призм, цилиндров, т.е. в виде стержней, длина которых примерно в 10 раз больше толщины.

В генераторе имеется система зеркал. Зеркала представляют собой не что иное, как торцы стержня, покрытые серебром. Торцы шлифуются строго параллельно друг другу и перпендикулярно оси цилиндра. Причем один покрывается серебром плотно, так, чтобы свет полностью отражался от него, а другой серебрится тонким слоем с таким расчетом, чтобы он отражал 90% квантов, а 10% пропускал.

Зеркала необходимы для того, чтобы делать луч лазера направленным, а главным образом для многократного усиления первичной лавины квантов, летящих вдоль оси стержня активного вещества. Первичная лавина, пролетевшая стержень до конца, еще очень слаба для того, чтобы стать мощным потоком света. И ее отбрасывает назад зеркало на торце стержня. Зеркало со стопроцентным отражением света. Лавина квантов мчится обратно гигантскими скачками, набираясь новых сил. Нарастание мощности выходного пучка света происходит так быстро, что практически незаметно.

В качестве активного вещества в твердотельных лазерах используют кристаллические или аморфные диэлектрики, т.е. вещества, не пропускающие электрический ток. Наиболее распространенным материалом рабочих тел лазеров является синтетический рубин - кристаллическая окись алюминия, в которой часть атомов алюминия заменена на атомы хрома. Эти атомы хрома и являются рабочими телами, которые «накачиваются» энергией, а затем отдают ее, усиливая световой поток.

Во время мощных вспышек, а тем более во время непрерывной работы лазера, стержень активного вещества сильно нагревается и его приходится охлаждать. Для этого стержень заключают в кожух, через который циркулирует охлаждающая среда. Рубиновый лазер обычно охлаждается жидким азотом, температура которого равна - 196°С.

Основным источником энергии, обеспечивающим процесс обработки, является оптический квантовый генератор (лазер). Лазерное излучение формируется оптической системой в пучок с определенными пространственными характеристиками и направляется на обрабатываемый объект. При помощи оптической системы могут осуществляться также визуальный контроль положения обрабатываемого объекта относительно луча, наблюдение за ходом процесса обработки и оценка его результата.



Рисунок 1. Типовая структурная схема лазерной установки с твердотельным лазером

- зарядное устройство; 2 - ёмкостный накопитель; 3 - система управления; 4 - блок поджига; 5 - лазерная головка; 6 - система охлаждения; 7 - система стабилизации энергии излучения; 8 - датчик энергии излучения; 9 - оптическая система; 10 - сфокусированный луч лазера; 11 - обрабатываемая заготовка; 12 - координатный стол; 13 - система программного управления.

штамповка заготовка лазерный резка

Основным элементом оборудования является технологический лазер, отличающийся надежностью и простотой эксплуатации в жестких условиях производства, а также имеющий высокий ресурс работы и воспроизводимость параметров излучения.

2.2 Обработка материалов лазерным лучом

а - плавление металла под действием лазерного излучения; б - интенсивное испарение металла; в-образование плазмы

Рисунок 2. Воздействие лазерного излучения

Направим на поверхность какого-то материала, например металла, луч мощного лазера. Вообразим, что интенсивность излучения постепенно растет (за счет увеличения мощности лазера или за счет фокусирования излучения). Когда интенсивность излучения достигнет необходимого значения, начнется плавление металла. Вблизи поверхности, непосредственно под световым пятном, возникает область жидкого (расплавленного) металла. Поверхность, отграничивающая эту область от твердого металла (ее называют поверхностью расплава), постепенно перемещается в глубину материала по мере поглощения им световой энергии. При этом площадь поверхности расплава увеличивается и, следовательно, теплота начинает более интенсивно проникать в глубину материала за счет теплопроводности. В результате устанавливается поверхность расплава (рисунок 2, а). При повышении интенсивности лазерного излучения одновременно с плавлением будет происходить интенсивное испарение (кипение) материала. Часть вещества превратится в пар, вследствие чего на поверхности металла возникает лунка, начинается процесс формирования отверстия (рисунок 2, б).

Когда интенсивность излучения достигнет максимума, свет начнет сильно ионизовать пары вещества, превращая их в плазму. Возникнув, плазма преградит дальнейший доступ лазерного излучения к поверхности материала - ведь свет интенсивно поглощается плазмой (рисунок 2, в).

штамповка заготовка лазерный резка

2.3 Лазерная резка

Разработка мощных и надежных лазеров на алюминий-иттриевом гранате и СО2, работающих в непрерывном и импульсном режимах, позволила осуществлять технологическую операцию лазерного разделения материалов, которой присущи следующие особенности: обширный диапазон разделяемых материалов; возможность получения узких разрезов и безотходного разделения; малая зона термического влияния; минимальное механическое воздействие, оказываемое на разделяемый материал; возможность автоматизации процесса; возможность резки по заданному профилю; улучшение гигиены производства.

Оно может быть осуществлено либо при полном удалении материала по линии разреза, либо при частичном удалении материала, например, при образовании системы отверстий малого диаметра в разрезаемой пластине по линии разделения с последующим разломом. Последний метод разделения называется скрайбированием.

2.4 Лазерная сварка

Лазерная сварка может быть точечной и шовной. В большинстве случаев применяют импульсные лазеры, обеспечивающие наименьшую зону термического влияния. С помощью лазерной сварки можно получать высококачественные соединения деталей из коррозионно-стойкой стали, никеля, молибдена и др. Высокая мощность лазерного излучения позволяет сваривать материалы с высокой теплопроводностью (медь, серебро). Для материалов, плохо поддающихся сварке другими методами (вольфрам с алюминием, медь со сталью, бериллиевая бронза с другими сплавами), применяют лазерный метод. Плотность потока излучения на поверхности свариваемых деталей в зависимости от их материала может быть 0,1…1 МВт/см2.

Наиболее эффективно применять лазеры для сварки конструкций в труднодоступных местах, при соединении легкодеформируемых деталей, в условиях интенсивного теплоотвода (например, для материалов с высокой теплопроводностью, при низких температурах и т.д.), а также в тех случаях, когда надо обеспечить минимальную зону термического влияния.

При применении лазерной сварки прочность сварных соединений (ширина шва составляет несколько миллиметров) достигает уровня прочности свариваемого материала. Осуществляется автоматическая лазерная сварка кузовов автомобилей, сварка листов титана и алюминия на судостроительных верфях, сварка газопроводов.

Лазерная сварка успешно конкурирует с хорошо известными способами сварки. Она обладает рядом преимуществ, которые делают ее во многих случаях предпочтительной или даже единственно возможной. При лазерной сварке нет контакта со свариваемым образцом, а поэтому нет опасности его загрязнения какими-либо примесями. В отличие от электронной сварки, для которой нужен вакуум, лазерная сварка производится в атмосфере. Лазерная сварка позволяет осуществлять быстро и с высокой точностью локальное проплавление в данной точке или вдоль заданной линии. Подвергающаяся тепловому воздействию зона имеет очень малые размеры, что важно, в частности, в тех случаях, когда сварка производится в непосредственной близости от чувствительных к нагреву элементов.

2.5 Термообработка

При направлении лазерного луча на поверхность металла тонкий поверхностный слой быстро нагревается. По мере перемещения луча на другие участки поверхности происходит быстрое остывание нагретого участка. Так производят закалку поверхностных слоев, приводящую к существенному повышению их прочности. Лазерная закалка позволяет избирательно увеличивать прочность именно тех участков поверхности, именно тех деталей, которые в наибольшей мере подвергаются износу. Так, лазерную закалку применяют в автомобильной промышленности для упрочнения головок цилиндров двигателей, направляющих клапанов, шестерен, распределительных валов и т.д.

Для повышения твердости поверхности применяют также лазерное легирование. Легирующие присадки в виде порошка предварительно наносят на обрабатываемую поверхность. При облучении лазером поверхности заготовки происходит плавление и взаимное перемешивание порошка и материала заготовки в пределах тонкого поверхностного слоя.

Термообработку обычно производят непрерывно генерирующим лазером на СО2.

Поверхностное упрочнение металлов производят ударными волнами при использовании лазеров, генерирующих последовательности импульсов. У поверхности металла образуется слой плазмы. Плазма распространяется навстречу лазерному лучу, в результате чего рождается ударная волна. Поскольку луч представляет собой последовательность импульсов, возникает последовательность ударных волн. Воздействие волн на металлическую деталь оказывает в данном случае такое влияние, как при холодной обработке металла давлением. Лазерная термообработка позволяет повысить твердость материала на 20-30% по сравнению с традиционными методами упрочнения и в несколько раз износостойкость.

2.6 Классификация лазеров

Классификация лазеров производиться с учетом как типа активной среды, так и способа ее возбуждения (способа накачки). По способу накачки следует, прежде всего, выделить два способа - оптическую накачку и накачку с использованием самостоятельного электрического разряда. Оптическая накачка имеет универсальный характер. Она применяется для возбуждения самых различных активных сред - диэлектрических кристаллов, стекол, полупроводников, жидкостей, газовых смесей. Оптическое возбуждение может использоваться так же как составной элемент некоторых других способов накачки. Накачка с использованием самостоятельного электрического разряда применяется в разряженных газообразных активных средах - при давлении 1…10 мм рт. ст.

Классификация лазеров по активной среде и области применения:

1) Твердотельные лазеры:

a) алюмо-иттриевые твердотельные лазеры с неодимовым легированием - инфракрасные лазеры большой мощности, используемые для точной резки, сварки и маркировки изделий из металлов и других материалов;

b) кристаллические лазеры с иттербиевым легированием или на основе иттербиевого стекловолокна; обычно работают в диапазоне 1020-1050 нм; потенциально самые высокоэффективные благодаря малому квантовому дефекту. Волоконные лазеры с иттербиевым легированием обладают рекордной непрерывной мощностью среди твердотельных лазеров (десятки киловатт);) алюмо-иттриевые с эрбиевым легированием, 1645 нм;) алюмо-иттриевые с тулиевым легированием, 2015 нм;) алюмо-иттриевые с гольмиевым легированием, 2096 нм, излучение поглощается влажными материалами толщиной менее 1 мм. Обычно работает в импульсном режиме и используется в медицине;) титан-сапфировые лазеры - хорошо перестраиваемый по длине волны инфракарасный лазер, используемый для генерации сверхкоротких импульсов и в спектроскопии;) лазеры на эрбиевом стекле, изготавливаются из специального оптоволокна и используются как усилители в оптических линиях связи;) микрочиповые лазеры - компактные интегрированные импульсные твердотельные лазеры, наиболее широко используются в сверхъярких лазерных указках.

2) Газовые лазеры:

a) гелий-неоновые лазеры (HeNe) (543 нм, 632,8 нм, 1,15 нм, 3,39 нм);

b) аргоновые лазеры (458 нм, 488 нм или 514,5 нм);) лазеры на углекислом газе (9,6 мкм и 10,6 мкм) используются в промышленности для резки и сварки материалов, имеют мощность до 100 кВт;) лазеры на монооксиде углерода. Требуют дополнительного охлаждения, однако имеют большую мощность - до 500 кВт;) эксимерные газовые лазеры, дающие ультрафиолетовое излучение. Используются при производстве микросхем(фотолитография) и в установках коррекции зрения.

3) Полупроводниковые лазерные диоды.

Самый распространенный тип лазеров: используются в лазерных указках, лазерных принтерах, телекоммуникациях и оптических носителях информации (CD/DVD). Мощные лазерные диоды используются для накачки современных твердотельных лазеров.

4) Лазеры с квантовым каскадом на спирте или этиленгликоле.

Позволяют осуществлять перестройку длины волны излучения в диапазоне от 350 нм до 850 нм (в зависимости от типа красителя). Применение - спектроскопия, медицина (в т.ч. фотодинамическая терапия), фотохимия высокоэнергетических импульсов.

2.7 Физико-химические процессы, проходящие в металле

Металл представляет собой трехмерную решетку из положительных ионов, которая погружена в газ электронов проводимости, связанных с ионной решеткой силами электростатического притяжения.

В видимом и инфракрасном диапазонах частот все излучение, которое не отражается от металла, поглощается им в весьма тонком поверхностном скин-слое (толщиной 10-5…10-6 см) на электронах проводимости. Это позволяет упростить описание и рассматривать лишь два процесса: отражение и поглощение, пренебрегая процессом распространения излучения в металле.

Для жидких и твёрдых тел поведение электронов, определяющих оптические свойства атома, резко меняются под действием полей соседних атомов. Поглощение твёрдых тел характеризуется, как правило, очень широкими областями (сотни и тысячи нм); качественно это объясняется тем, что в конденсированных средах сильное взаимодействие между частицами приводит к быстрой передаче энергии, отданной светом одной из них всему коллективу частиц.

Поглощенная энергия распространяется в веществе за счет различных механизмов теплопроводности. Для металлов основной является электронная теплопроводность.

2.8 Потенциальная опасность лазеров

Видимое, а также ближнее инфракрасное и ультрафиолетовое лазерное излучение представляет из себя существенную опасность для глаз, так как это излучение хорошо фокусируется хрусталиком на сетчатке глаза. В то же время бытовые лазерные приборы имеют малую ширину пучка (порядка 3-5 мм), что обеспечивает высокую поверхностную плотность энергии в поперечном сечении луча. Именно высокая плотность энергии и может вызвать ожоги и другие повреждения.

На значительном расстоянии лазерный луч также может представлять опасность, ввиду того, что расходимость сравнима с дифракционной расходимостью при заданной апертуре. Поэтому высокая плотность энергии сохраняется на значительном расстоянии.

Лабораторные лазерные установки могут иметь среднюю мощность, доходящую до десятков и сотен ватт. При работе с такими установками требуется строжайшее соблюдение техники безопасности и специальная подготовка персонала.

Лазеры, излучающие вне видимого диапазона, представляют особую опасность в связи с тем, что человеческий глаз неспособен определить местоположение луча. При попадании в глаз такой луч будет замечен лишь тогда, когда поражение глаза уже наступило. Однако лазеры с достаточно большой длиной волны излучения (1,5 мкм) не проходят через внешние оболочки глаза и при малой мощности опасности не представляют. В этом случае поражение глаз возможно только при мощности, достаточной для разрушения роговицы глаза. Также многие виды излучения свободно проходят препятствия из оптически непрозрачных материалов (излучение на частотах 1-50ТГц проходит через лавсановую пластинку, в то время как для оптического и ИК излучения она является непрозрачной).

Существует мнение, что лазеры терагерцового диапазона излучения способны разрушать спираль ДНК, что может приводить к мутациям клеток.

2.9 Лазер LASERCUT-3015-1

Станок лазерной резки металла делает современные технологии доступными для предприятий малого и среднего бизнеса.

Серия станков LaserCUT-3015-1 - оптимальное решение для для заготовительного производства, гарантирующее высокую надежность и минимальные эксплуатационные расходы благодаря применению линейного (прямого) привода ООО «Рухсервомотор» и волоконных лазеров.

ОСНОВНЫЕ ПРЕИМУЩЕСТВА СТАНКА ЛАЗЕРНОЙ РЕЗКИ LASERCUT 3015-1:

Высокая надежность лазерной установки благодаря применению прямого привода (минимальное количество механических элементов)

Высокая точность, повторяемость перемещений;

Максимальная производительность

(Высокая скорость резания) в диапазоне толщин от 0,5 до 10 мм

Экономия электроэнергии - низкое энергопотребление координатной системы и высокому КПД иттербиевого лазера (до 35%)

Низкие эксплуатационные расходы;

Удаленный доступ - диагностика и настройка параметров, квалифицированная сервисная поддержка;

Простота обслуживания;

Защитная кабина - защита зоны резки

Программное обеспечение с автоматической раскладкой заготовок по листу в базовом комплекте поставки;

Характеристики

Рабочая зона

Ось Х, мм3050

ОсьY, мм1550

Ось Z, мм100

Заготовка

Максимальная масса, кГ500

Максимальная скорость

Холостых перемещений, X/Y/Z м/мин50/50/20

Рабочих перемещений, X/Y/Z м/мин30/30/20

Точность

- Позиционирования, мм/м0,05

- Повторяемость, мм/м0,01

Габаритные размеры и масса станка

Длина, мм7 955

Ширина, мм3 060

Высота, мм2 155

Масса, кг~4 800

Общая потребляемая мощность, кВт~16

Преимущества

Координатная система на базе линейных (безредукторных) двигателей

Оптимизирован под серийное производство, идеально подходит для решения широкого спектра задач

Максимальная производительность станка лазерной резки в диапазоне толщин металла от 0.5 до 12 мм.

Высокая скорость резки металла и качество обработки

Минимальные затраты на обслуживание оборудования

Стабильность динамических и точностных характеристик в течении всего срока эксплуатации

Отсутсвие износа элементов привода и использование волоконного иттербиевого лазера гарантирует высокую надежность станка.

Модульная конструкция и большой набор опций

Комплектация

· трёх координатный исполнительный механизм на базе прямого привода;

· волоконный лазер IPG;

· жесткое сварное основание станка с защитной кабиной стационарного типа;

· система ЧПУ и электроавтоматики;

· система подачи технологических газов (воздух, азот, кислород);

· раскройный стол паллетного типа с ручной загрузкой;

· поддоны для сбора деталей и отходов листа;

· консоль управления с промышленным ПК;

· программа управления станком CNC Host;

· САПР раскроя - CNCKad (Metalix) с автоматической раскладки;

· волоконный лазер, мощностью 0,5-2 квт, чиллер, оптическая головка с ручной / автоматической фокусировкой;

· дистанционная диагностика, настройка через интернет.



Вывод

В ходе прохождения практики на НП ЗАО «Электромаш» изучил процесс создания электродвигателя. Применял практические и теоретические знания, полученные в ходе обучения в Инженерно-техническом институте. Участвовал в работе с коллективом, а также осуществлял индивидуальную деятельность по разработке штампа для сегмента статора эл. двигателя ВАОВ-800. Работал с чертежами, участвовал в разработке чертежей.

Размещено на Allbest.ru

...