Створення інженерної методики проектування операцій контурного лазерного різання. Опис параметричного аналізу процесу лазерної обробки та створення основ керування технологічними операціями. Опис методів досліджень моделювання операцій лазерної обробки.
Аннотация к работе
НАЦІОНАЛЬНИЙ ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ УКРАЇНИ “КИЇВСЬКИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ ІНСТИТУТ”Работу виконано на кафедрі лазерної технології, конструювання машин та матералознавства Національного технічного університету України “Київський політехнічний інститут” Міносвіти та науки України Науковий керівник: доктор технічних наук, професор Котляров Валерій Павлович НТУУ “Київський політехнічний інститут” професор кафедри лазерної технології, конструювання машин та матеріалознавства Захист відбудеться “21 “травня 2001р. о 15.00 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.002.15 при Національному технічному університеті України “Київський політехнічний інститут” за адресою: 03056, Київ-56, пр. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Національного технічного університету України “Київський Політехнічний інститут” за адресою, яку наведено вище.Для будь якої обробки це означає скорочення тривалості та зменшення складності етапу технологічної підготовки виробництва і, в першу чергу, - проектування технологічної операції та технологічного оснащення. дослідити проблеми точності технологічних операцій лазерного контурного різання з метою розробки методики її передбачення на етапі проектування операції з нормованим рівнем якості; розробити методи та засоби додаткового вдосконалення технологічних операцій лазерного контурного різання; Наукову новизну також мають аналітичні дослідження точності технологічних операцій контурного лазерного різання, які виконано на підставі теоретичного аналізу особливостей роботи лазерного обладнання, процесу діяння пучка випромінювання на заготовку та технологічних прийомів у схемах обробки, що використовуються. Практичне значення результатів дослідження звязано з досягненням мети - підвищенням якості проектування технологічних операцій лазерного контурного різання за рахунок спрощення процедури, її формалізації, що знижує вплив кваліфікації технолога на ефективність проектування.В результаті виконаного огляду літературних даних встановлено, що для керування процесом лазерного контурного різання використовують обмежений перелік технологічних факторів, головним чином тих, керування якими передбачено конструкцією технологічного обладнання. При визначенні справжніх можливостей сучасних методів одного з найважливіших етапів технологічного забезпечення процесу лазерного різання - розрахунку режимів обробки - встановлено, що, по-перше, існуючі методики характеризуються загальним недоліком: за формою математичного запису вони зручні лише для опису результатів обробки, але з урахуванням залежності останніх від багатьох факторів робить неможливим безпосередній вибір оптимального режиму обробки. Використання аналітичних моделей для рішення останньої задачі, як показують результати обчислювальних експериментів (рис.1), потребує додаткових інформаційних джерел для уточнення одержаних режимів обробки, тому що розбіжність передвіщених результатів достатньо велика у звичайному діапазоні значень густини потужності теплового потоку у зоні обробці імпульсним (а) та безперервним (б) опромінюванням. Для можливості оптимізації процесу діяння пучка випромінювання на матеріал заготовки використовувалися різноманітні за режимом роботи та параметрами пучка випромінювання лазери: на СО2 - з безперервним (ТЛ-1,5) та імпульсним (ЛГ-50-2) режимом роботи; на азоті (ЛГИ-505); на гранаті Y3Al5O12 (неодим Nd 3) з безперервним (ЛТН-103) та імпульсним (ЛТИ-502) режимом роботи, а також лабораторний комплекс на склі (неодим Nd 3) з широкими можливостями зміни параметрів випромінювання (умов опромінювання) та технологічні установки на базі цих лазерів, в яких використано технологічні модулі з 2-х або 3-х координатним керуванням відносним положенням пучка випромінювання та заготовки від ПК. Результати обробки оцінювалися за багатьма показниками (ширина різу b, товщина заготовки, яку розрізано з достатньою якістю ?, коефіцієнт варіації ширини різу ?b, висота грату на поверхні заготовки hгр, неперпендикулярність стінок різу до поверхні заготовки або його конусоподібність k, шорсткість поверхні стінок різу Rz (Ra) та глибина зони термічного впливу Zтв), які вимірювалися за допомогою мікроскопів (БМИ-1Ц, МІМ8 або подвійного мікроскопу Лінніка), мікротвердоміру ПМТ-3, профілографа-профілометра стенду з автоматизованим вводом даних до обчислювальної техніки (ПК IBM Pentium II).Комплексні дослідження процесу лазерного різання з використанням науковообгрунтованої методології розробки технологічних операцій лазерної обробки, заснованої на класичних принципах технології машинобудування, дозволили створити інженерну методику проектування операцій контурного лазерного різання і керування їх якісними і кількісними результатами з формалізацією прийняття базових рішень.