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I激 光 切 割 機(jī) 加 工 工 藝 設(shè) 計(jì)摘 要 ： 激 光 切 割 機(jī) 是 光 、 機(jī) 、 電 一 體 化 的 高 科 技 產(chǎn) 品 ， 以 其 加 工 精 確 、 快 捷、 操作簡(jiǎn)單 ， 自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)， 在制造行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用 。 與傳統(tǒng)的切 割 方 式 相 比 ， 不 僅 價(jià) 格 低 ， 消 耗 低 ， 而 且 是 非 接 觸 加 工 ， 無(wú) 磨 損 ， 激 光 加 工 對(duì) 工 件 沒(méi) 有 機(jī) 械 壓 力 ， 加 工 出 來(lái) 的 產(chǎn) 品 效 果 、 精 度 、 光 潔 度 都 非 常 好 ， 尺 寸 一 致 、 精 確、效率高、成本低。本課題是針對(duì) E-1306M 激光雕刻機(jī)的工藝研究， 首先介紹了有關(guān)激光切割加 工的國(guó)內(nèi)外發(fā)展概況及本課題的研究意義及研究?jī)?nèi)容。 其次介紹了有關(guān) E-1306M 雕刻機(jī)的結(jié)構(gòu)、 操作原理及加工特點(diǎn) 。 最后通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定了激光加工的最佳切割 參數(shù)。通過(guò)查閱大量的國(guó)內(nèi)資料及研究成果， 并進(jìn)行了大量的切割實(shí)驗(yàn)， 總結(jié)研 究方法， 提出新的實(shí)驗(yàn)方案。 探討激光雕刻機(jī)在雕刻亞克力材料時(shí) ， 激光雕刻 的功率、 焦距、 次數(shù)和 速度等對(duì)于加工質(zhì)量的影響， 以便獲得最佳的工藝參數(shù) 和 最好的切割效果。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明， 激光雕刻功率 、 次數(shù) 、 焦距及速 度對(duì)加工 質(zhì)量 的影響是非常明顯的， 通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)出了雕刻高質(zhì)量產(chǎn)品的最佳的工 藝 參 數(shù) 。關(guān)鍵詞：激光雕刻，焦距，切寬，切深I(lǐng)ILaser Cutting Machine Processing Technology designAbstract： Laser cutting machine is an optical, mechanical, and electrical integration of high-tech products, with its processing precision, fast, simple operation, high degree of automation, has been widely used in the production industry. Compared with the traditional cutting methods, not only low prices, low consumption,but also non-contact processing, no wear, laser processing does not have mechanical pressure on the workpiece, the processed product has excellent effects, accuracy, finish, uniform size, accuracy, efficiency High and low cost.This thesis is aimed at the E-1306M laser engraving machine process research, first introduced the domestic and foreign development of laser cutting processing and the research significance and research content of this topic. Then introduced the structure, operating principle and processing characteristics of the E-1306M engraving machine.Through consulting a large number of domestic data and research results, and conducted a large number of cutting experiments, summed up the research methods and proposed a new experimental program. Discuss the influence of laser engraving power, focal length, number of times, and speed on the processing quality when engraving a acrylic material in order to obtain the best process parameters and the best cutting results.The experimental results show that the laser engraving power, frequency, focal length and speed have an obvious effect on the processing quality. The experimental data have been used to summarize the best process parameters for engraving high quality products.Keywords: Laser Carving, Focus, Cut Width, Cutting-inIII目 錄摘要 ......................................................................IABSTRACT.................................................................II1 緒論 ...................................................................11.1 引言 ................................................................11.2 研 究 目 的 及 意 義 ...............................................................................................................11.2.1 研 究 目 的 .........................................................11.2.2 研 究 意 義 .........................................................11.3 國(guó) 內(nèi) 外 發(fā) 展 狀 況 ......................................................21.3.1 激 光 切 割 的 發(fā) 展 歷 程 ...............................................21.3.2 國(guó) 內(nèi) 現(xiàn) 狀 .........................................................21.3.3 國(guó) 外 現(xiàn) 狀 .........................................................32 激 光 切 割 的 特 性 分 析 ......................................................42.1 相 關(guān) 切 割 技 術(shù) .........................................................42.1.1 常 用 切 割 方 法 的 分 類 ...............................................42.1.2 三 種 常 見(jiàn) 熱 切 割 方 法 的 特 性 比 較 .....................................42.2 激 光 切 割 的 原 理 、 類 型 及 特 點(diǎn) ..........................................52.3 產(chǎn) 品 的 結(jié) 構(gòu) 及 日 常 維 護(hù) .................................................62.3.1 產(chǎn) 品 的 結(jié) 構(gòu) .......................................................62.3.2 激 光 器 的 日 常 維 護(hù) ..................................................62.3.3 機(jī) 床 的 日 常 維 護(hù) ...................................................72.4 激 光 切 割 切 割 過(guò) 程 中 質(zhì) 量 的 影 響 因 素 ....................................72.4.1 切 縫 寬 度 .........................................................72.4.2 切 割 面 的 粗 糙 度 ...................................................82.4.3 切 割 速 度 .........................................................83 實(shí) 驗(yàn) 方 案 ................................................................93.1 實(shí) 驗(yàn) 目 的 .............................................................93.2 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備 .............................................................93.2.1 E-1306M 激 光 切 割 機(jī) 基 本 構(gòu) 成 .......................................93.2.1E-1306M 激 光 切 割 機(jī) 技 術(shù) 參 數(shù) .......................................10IV激 光 切 割 機(jī) 加 工 工 藝 設(shè) 計(jì)3.2.2 數(shù) 字 式 智 能 電 子 顯 微 鏡 ............................................103.3 激 光 切 割 機(jī) 基 本 原 理 ..................................................113.4 實(shí) 驗(yàn) 材 料 ............................................................113.5 基 本 操 作 流 程 ........................................................113.5.1 接 通 除 塵 通 風(fēng) 系 統(tǒng) ................................................113.5.2 連 接 電 源 線 、 數(shù) 據(jù) 線 和 地 線 .......................................123.5.3 調(diào) 節(jié) 光 路 .......................................................123.5.5 確 定 加 工 參 數(shù) ...................................................123.5.4 圖 文 編 輯 .......................................................123.5.6 放 置 加 工 材 料 ， 定 焦 距 ............................................133.5.7 輸 出 數(shù) 據(jù) 加 工 ....................................................133.6 切 縫 厚 度 與 寬 度 的 測(cè) 量 .................................................134 切 割 質(zhì) 量 與 效 率 的 單 因 素 實(shí) 驗(yàn) 研 究 .........................................144.1 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 分 析 .......................................................144.1.1 焦 距 對(duì) 切 寬 和 切 深 的 影 響 ..........................................144.1.2 功 率 對(duì) 切 寬 和 切 深 的 影 響 ..........................................164.1.3 次 數(shù) 對(duì) 切 寬 和 切 深 的 影 響 ..........................................174.1.4 速 度 對(duì) 切 寬 和 切 深 的 影 響 ..........................................184.2 比 較 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 .......................................................194.3 切 割 路 徑 的 優(yōu) 化 .....................................................204.4 矢 量 雕 刻 與 位 圖 雕 刻 ..................................................204.4.1 位 圖 與 矢 量 圖 的 區(qū) 別 ...............................................204.4.2 矢 量 雕 刻 與 位 圖 雕 刻 的 區(qū) 別 .......................................215 總 結(jié) 分 析 ................................................................225.1 總結(jié) ..............................................................225.2 實(shí) 驗(yàn) 中 存 在 的 不 足 ..................................................22致 謝 ...................................................................23參考文獻(xiàn) .................................................................24附錄 A 外 文 翻 譯 ...........................................................2511 緒 論1.1 引 言激光和其他自然光一樣， 也是一種光， 但與光 不同的是， 激光的顏色非常純 正，幾乎沒(méi)有發(fā)散的方向性和高的發(fā)光強(qiáng)度?，F(xiàn)如今，激光切割技術(shù)已經(jīng)非常普遍，已有超過(guò) 30 年 的 歷 史 ， 近 年 來(lái) ， 一 些研究人員發(fā)現(xiàn)了用低功率激光切割玻璃而不熔化玻璃的方法。激 光 切 割 工 藝 主 要 是 利 用 激 光 對(duì) 被 加 工 工 件 進(jìn) 行 一 系 列 反 應(yīng) 來(lái) 完 成 切 割 圖 案， 達(dá)到加工的效果 。 大多數(shù)材料都可以通過(guò)激光切割。 金屬加工行業(yè)作為金屬 材料的一大組成部分，在工業(yè)制造中占有相當(dāng)大的比重。都可進(jìn)行無(wú)變形切割。 對(duì)很多制造行業(yè)來(lái)說(shuō)往往會(huì)優(yōu)先選用 [1]。1.2 研究目的及意義1.2.1 研究目的激光切割可用于加工鋼材、 鋁合金、 鈦合金等金屬材料， 也可用于加工玻璃、 陶瓷、 塑料等非金屬材料 。 激光切割是無(wú)接觸加工， 工件無(wú)機(jī)械變形 ； 激光切割 速度快、 柔性高 ， 可以節(jié)省模具投資 ， 節(jié)省生產(chǎn)成本。 本文主要是以切割機(jī)為研 究對(duì)象， 通過(guò)對(duì)鋼板厚度 ， 激光功率， 切割次數(shù)， 光斑大小和焦距對(duì)切割質(zhì)量和 效 率 的 影 響 。1.2.2 研究意義本文主要是以 E-1306M 激光切割機(jī)為研究對(duì)象， 通過(guò)大量實(shí)驗(yàn)， 研究其 焦距、 功率、速度、次數(shù)等對(duì)于激光切割效率、切深、切寬和質(zhì)量的影響,通過(guò)對(duì)激光 切割的工藝研究， 能夠熟練掌握激光切割機(jī)的使用以及一些基本故障的排查， 為 激光應(yīng)用于工業(yè)中做一個(gè)更好的鋪墊。 就目前來(lái)看， 激光切割機(jī)行業(yè)正在向高速、 高準(zhǔn)確度的方向飛速發(fā)展， 其中大型激光切割機(jī)正向著厚板的切割方向發(fā)展 ， 其 應(yīng)用范疇也將會(huì)越來(lái)越廣闊。21.3 國(guó) 內(nèi) 外 發(fā) 展 狀 況1.3.1 激光切割的發(fā)展歷程激光切割是伴隨著機(jī)激光技術(shù)不斷進(jìn)步發(fā)展而來(lái)的必然產(chǎn)物。 1905， 愛(ài)因斯 坦第一次提出了光量子假說(shuō)，并對(duì)激光概念進(jìn)行了討論。在 1960，美國(guó)休斯公 司制造出了世界上第一個(gè)紅寶石激光器。 經(jīng)過(guò)這么多年的發(fā)展 ， 激光技術(shù)的應(yīng)用 已 經(jīng) 非 常 廣 泛 [2]。激光切割是一種生產(chǎn)效率非常高的技術(shù)。 同時(shí)， 激光切割仍然可以在工藝的 最后一刻對(duì)設(shè)計(jì)進(jìn)行修改，但不會(huì)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生任何影響。 激光切割的 最大好處是最終用戶可以在沒(méi)有大量模板的情況下進(jìn)行短板或者中板的生產(chǎn) 。 響 應(yīng)客戶的需求更快， 所以不需要制造模具。 在柔性方面， 激光切割不僅可以在任 意方向進(jìn)行切割， 而且可以產(chǎn)生任意形狀的切割。 無(wú)需任何工具幫助 ， 模板的形 狀可以快速更改。激光切割技術(shù)作為一種近些年來(lái)新發(fā)展起來(lái)的技術(shù)，有著廣闊的發(fā)展前景。 美國(guó)、 德國(guó)、 日本等很 多發(fā)達(dá)國(guó)家在激光加工領(lǐng)域已經(jīng)取得了跨越式發(fā)展。 激光 加工技術(shù)已基本完成了汽車(chē)、 電子、 機(jī)械、 航 空、 鋼鐵等大制造業(yè)的傳統(tǒng)技術(shù)替 代， 進(jìn)入輕工業(yè)時(shí)代 。 激光切割機(jī)具有良好的能量密度可控性、 切割寬度窄、 工 件的變形程度小、 切割質(zhì)量好、 切割形狀沒(méi)有限制、 加工不需要接觸等優(yōu)點(diǎn) 。 激 光切割技術(shù)的成本很低、 效率很高和其巨大的發(fā)展?jié)摿σ呀?jīng)讓他成為世界主要工 業(yè)國(guó)家之間的競(jìng)爭(zhēng)力量。 激光技術(shù)作為一項(xiàng)重要的技術(shù)， 得到了各國(guó)的大力支持。 在中國(guó)， 激光切割技術(shù)在各類制造行業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)十分廣泛， 切割技術(shù)的廣泛 應(yīng)用， 使得 產(chǎn)品的科技含量不斷提高， 更換速度不斷加快 ， 能夠更好的滿足市場(chǎng) 需求。1.3.2 國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀目前， 中國(guó)的激光切割主要集中在鋼鐵方面。 我國(guó)很早就認(rèn)識(shí)到了激光技術(shù) 的重要性且一直重視激光技術(shù)應(yīng)用的發(fā)展， 當(dāng)時(shí)與國(guó)外的差距很小 ， 在幾十年的 發(fā)展過(guò)程中 也取得了舉世矚目的成績(jī)。 在我國(guó)工業(yè)的工業(yè)生產(chǎn)中 ， 激光加工設(shè)備 的需求量很大 ， 因?yàn)榧庸ぶ圃飚a(chǎn)業(yè)在我國(guó)的工業(yè)生產(chǎn)中有著舉足輕 重 的位置， 有 著 非常可觀的市場(chǎng)需求。 因此在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的引導(dǎo)下我國(guó)工業(yè)激光技術(shù)的發(fā)展尤為 迅速。伴 隨 著 激 光 技 術(shù) 的 不 斷 發(fā) 展 ， 國(guó) 內(nèi) 從 事 激 光 設(shè) 備 的 研 制 開(kāi) 發(fā) 、 設(shè) 備 的 制 造3和 銷 售 的 公 司 ， 以 及 作 為 國(guó) 外 激 光 設(shè) 備 代 理 的 公 司 也 越 來(lái) 越 多 ， 競(jìng) 爭(zhēng) 也 日 趨 激 烈 。 現(xiàn) 在 ， 激 光 技 術(shù) 已 經(jīng) 成 為 了 國(guó) 家 發(fā) 展 的 一 項(xiàng) 關(guān) 鍵 技 術(shù) 。 這 是 因 為 技 術(shù) 涉 及 國(guó) 家 安 全 、 國(guó) 防 建 設(shè) 等 內(nèi) 容 。 在 現(xiàn) 有 技 術(shù) 的 基 礎(chǔ) 上 ， 有 必 要 提 高 技 術(shù) 的 重要性，加強(qiáng)對(duì)該技術(shù)的研究。1.3.3 國(guó) 外 現(xiàn) 狀現(xiàn)如今， 歐洲、 美國(guó)和 德國(guó)等很多發(fā)達(dá)國(guó)家的激光加工早已經(jīng)形成了一個(gè)新 的高科技產(chǎn)業(yè) 鏈， 激光加工的應(yīng)用領(lǐng)域的規(guī)模也不斷擴(kuò)大 。 由于激光切割技術(shù)的 飛 速 發(fā) 展 ， 在 世 界 范 圍 內(nèi) 激 光 加 工 生 產(chǎn) 和 銷 售 的 激 光 器 占 40％以上。日本作為第一個(gè)將激光切割技術(shù)引入汽車(chē)生產(chǎn)領(lǐng)域的國(guó)家， 主要用于激光切 割大型面板的切割邊緣和擋風(fēng)玻璃。 許多汽車(chē)公司通常使用激光切割技術(shù)來(lái)加 工 汽 車(chē) [3]。42 激 光 切 割 的 特 性 分 析在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中， 切割加工是不可缺少的一道工序， 而且由于材料不同以 及不同零件的要求不同， 由此而產(chǎn)生了很多不同的切割方法 。 本章則重點(diǎn)對(duì)激光 切割的基本特性進(jìn)行分析。2.1 相 關(guān) 切 割 技 術(shù)2.1.1 常用切割方法的分類切割是焊接生產(chǎn)備料工序的重要加工方法?，F(xiàn)代材料的切割方法有很多種， 大致可分為冷切割和熱切割兩種。 冷切割是指在常溫下通過(guò)機(jī)械方法使材料分離， 例如剪切，鋸切 （條鋸、圓片鋸、砂片鋸） ，銑切等，也包括近年來(lái)發(fā)展的水射 流切割。熱切割是通過(guò)熱能使材料分離，最常見(jiàn)的有氣體火焰切割、氧氣切割、 等離子弧切割和激光切割?，F(xiàn)代焊接生產(chǎn)中鋼材的切割主要采用熱切割 [4]。熱切割按照物理現(xiàn)象可分為燃燒切割、 熔化切割和升華切割三類； 按所用能 源 的 不 同 ， 熱 切 割 方 法 可 分 為 氣 割 、 氧 氣 割 、 氧 -熔 劑 切 割 、 電 弧 -氧 切 割 、 電 弧-壓縮空氣氣刨、等離子弧切割、激光切割、電子束切割 [5]。2.1.2 三種常見(jiàn)熱切割方法的特性比較表 2-1 三 種 熱 切 切 割 方 法 的 比 較切 割 方 法 切 割 條 件 溫 度 上 升 平 均 值 （ ℃ ） 測(cè) 定 的 吸 熱 值（kj） 單 位 系 吸 量（ J/mm）氧 氣 切 割 氣 體 流 量 3.4L/min， 切 割速度 420mm/min 183.0 85.3 22.53等 離 子 弧 切 割 切 割 電 流 150A， 切 割 速 度 2150mm/min 75.0 28.2 7.33激 光 切 割 連續(xù)激 光， 功率 3000kv， 切 割 速 度 900mm/min 56.8 15.3 4.09由表 2.1.2 可知， 氧氣切割時(shí)材料的受熱量最多， 而激光切割時(shí) 受熱量最少。 通 常 來(lái) 說(shuō) ， 材 料 所 吸 收 的 熱 量 越 多 ， 熱 影 響 區(qū) 的 寬 度 越 大 ， 這 就 預(yù) 示 著 材 料 的 變 形也越大。5表 2-2 三 種 熱 切 割 法 的 熱 影 響 區(qū) 寬 度切 割 方 法熱 影 響 區(qū) 寬 度 （ mm ）板厚 10mm 板厚 6mm 板厚 3mm氧 氣 切 割 0.8 0.6 0.5等 離 子 弧 切 割 0.5 0.4 0.3激 光 切 割 0.075 0.06 0.05由表 2-2 可知， 氧氣切割的熱影響區(qū)寬度約為激光切割的 10 倍左右。 另外， 隨著板厚的增大， 熱影響區(qū)也隨著擴(kuò)大。 在工業(yè)的加工成產(chǎn)過(guò)程中 ， 為了使零件 變形更小， 就要減少熱影響度的寬度。 分析比較可知， 激光切割主要適合中、 薄 板的高精度、高速度的切割場(chǎng)合。2.2 激光切割的原理、類型及特點(diǎn)激光切割是利用通過(guò)聚焦的高功率的密度激光束照射工件， 使被照射處的材 料迅速融化、 氣化、 燒 燭或到達(dá)燃點(diǎn)， 同時(shí)借助于光束同軸的高速氣流吹除熔融 物 質(zhì) ， 從 而 實(shí) 現(xiàn) 割 開(kāi) 工 件 的 一 種 熱 切 割 方 法 [6]。根據(jù)工件的熱物理特性和輔助氣體的性狀， 激光切割主要有以下的幾種類型 。 激光融化切割： 利用激光加熱工件使其熔化， 同時(shí)借助非氧化性輔助氣體排除熔融物質(zhì)，形成割縫。 激光氣化切割： 當(dāng)高功率密度的激光照射到工件表面時(shí)， 材料便在很 短的時(shí)間內(nèi)被加熱到氣化點(diǎn)，并以氣體形態(tài)溢出，形成割縫。 激光燃燒切割： 利用激光熱可以將工件加工到燃點(diǎn)， 利用輔助氣體使材料燃燒。并排出燃燒產(chǎn)物，形成割縫。 激光燒燭： 利用激光斑點(diǎn)的高溫和光化學(xué)作用在脆性材料上燒刻小槽， 然后施加一定的外力使材料斷開(kāi)。 一般的激光切割有如下特點(diǎn)：（1）切割的切縫窄；（2）速度快，切口光滑平整，無(wú)剪切毛刺。（3）激光切割是一種高能量、可控性好的無(wú)接觸加工。（4）激光切割具有廣泛的適用性和靈活性。62.3 產(chǎn) 品 的 結(jié) 構(gòu) 及 日 常 維 護(hù)2.3.1 產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)圖 2.1 前視圖1 激光管罩 2 上蓋左側(cè)門(mén) 3 設(shè)備上蓋 4 X 軸導(dǎo)軌架 5 上翻蓋 6激 光 聚 焦 頭 7 第 三 反 射 鏡 8 透 明 觀 察 窗 9 操 作 面 板 10 控 制 手 持 器11 激 光 電 源 箱 12 中 部 機(jī) 箱 13 可 鎖 方 向 腳 輪 14 排 煙 進(jìn) 口 15 工 作平臺(tái) 16 機(jī)箱前門(mén) 17 第二反射鏡 18 Y 軸導(dǎo)軌架 19 下部機(jī)箱架2.3.2 激光器的日常維護(hù)在使用一段時(shí)間后，要注意檢查激光器的激光頭的水管是否出現(xiàn)腐蝕現(xiàn)象， 如果有要及時(shí)處理或者更換管路。 要檢查冷水機(jī)的過(guò)濾器和冷卻水回路是否含有 雜 質(zhì) 。 長(zhǎng)期使用過(guò)后， 由于氣體的影響， 會(huì)使激光器的內(nèi)部鏡片受到污染從而影 響到切割質(zhì)量。 因此要注意鏡片的清潔。 但是， 不同的鏡片 ， 清潔方法是不同的， 當(dāng)鏡面是平面且無(wú)鏡座時(shí)， 使用鏡頭紙清潔， 例如清潔反射鏡； 當(dāng)鏡面是曲面或 者帶有鏡座時(shí)， 應(yīng)用棉簽清潔， 例如清潔聚焦鏡。 但是嚴(yán)禁使用水 、 洗潔精等清 洗。 因?yàn)殓R片的表面鍍油一層特殊的膜 ， 若使用這些來(lái)清洗鏡片可能會(huì)損傷鏡片的 表 面 [7]。（1）用鏡頭紙清潔鏡片的步驟：先吹掉鏡片表面的灰塵，用酒精或者鏡片 紙清潔鏡片表面， 不能用干燥的鏡頭紙直接擦拭鏡面 ， 而應(yīng)該將鏡頭紙平放在鏡7片的表面， 滴上 2-3 滴高純度酒精或者丙酮， 向操作者方向水平的將鏡頭紙慢慢 抽出，反復(fù)操作幾次，直到鏡面干凈為止；（2）用棉簽清潔鏡片的步驟：先吹掉鏡片表面的灰塵，再用干凈的面前去 掉污物， 用沾有高純度的酒精或者丙酮的棉簽從鏡片中心沿圓周運(yùn)動(dòng)， 擦洗鏡片， 每擦完一周后，換一塊干凈的棉簽，在重復(fù)上述操作，直到鏡片干凈為止 [8]。2.3.3 機(jī)床的日常維護(hù)（1）定期清理抽風(fēng)口處的雜物，以及換氣扇過(guò)濾網(wǎng)上的灰塵，保證排氣效 果。（2）定期檢查氣路中的過(guò)濾器，及時(shí)排除過(guò)濾器中的積水及雜物。（3）定期檢查行程開(kāi)關(guān)支架及撞塊支架螺釘是否松動(dòng)。（4）機(jī)床安裝好后，使用一段時(shí)間，應(yīng)對(duì)機(jī)床的水平進(jìn)行重新調(diào)整，檢查 X 軸 、 Y 軸 的 零 點(diǎn) 、 限 位 開(kāi) 關(guān) 及 撞 塊 螺 釘 有 無(wú) 松 動(dòng) ， 各 軸 的 限 位 開(kāi) 關(guān) 是 否 靈 敏 ， 以保證機(jī)床的切割精度 [9]。（5）每日工作完成后，要及時(shí)去清理加工廢料，打掃加工現(xiàn)場(chǎng)，保持加工 現(xiàn) 場(chǎng) 的 干 凈 、 整 齊 。 同 時(shí) 做 好 設(shè) 備 的 清 潔 工 作 ， 保 證 設(shè) 備 干 凈 無(wú) 污 漬 。（6）加工完成后，按關(guān)機(jī)步驟進(jìn)行關(guān)機(jī)，然后關(guān)掉整個(gè)機(jī)床的總電源。2.4 激 光 切 割 切 割 過(guò) 程 中 質(zhì) 量 的 影 響 因 素說(shuō) 到 切 割 質(zhì) 量 ， 目 前 我 國(guó) 還 沒(méi) 有 相 關(guān) 的 切 割 質(zhì) 量 標(biāo) 準(zhǔn) ， 日 本 也 無(wú) 專 用 標(biāo) 準(zhǔn) ， 而 是 參 照 氣 割 方 面 的 標(biāo) 準(zhǔn) 。 德 國(guó) 在 1990 年已經(jīng)制訂了激光切割的國(guó)家標(biāo) 準(zhǔn) ， 對(duì) 切 割 面 質(zhì) 量 和 尺 寸 允 差 做 了 分 級(jí) 規(guī) 定 。 最 近 ， 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 化 組 織 已 經(jīng) 在 制 定 相 關(guān) 的 國(guó) 際 標(biāo) 準(zhǔn) 。 通 常 來(lái) 說(shuō) ， 切 割 質(zhì) 量 好 主 要 指 零 件 尺 寸 精 度 高 、 切 縫 窄，切邊平行度好，切割表面光潔和切縫背面無(wú)粘渣。由于激光切割的變形很小， 切割零件的精度主要取決于切割裝置的精度和控 制 精 度 。 通 過(guò) 調(diào) 整 切 割 參 數(shù) 來(lái) 控 制 切 割 質(zhì) 量 。 另 外 ， 切 割 速 度 決 定 了 生 產(chǎn) 效 率，在保證切割質(zhì)量的前提下盡量提高生產(chǎn)效率，降低加工成本。2.4.1 切縫寬度研 究 發(fā) 現(xiàn) ， 激 光 在 切 割 材 料 時(shí) ， 切 縫 寬 度 和 焦 距 和 光 斑 直 徑 有 很 大 關(guān) 系 。 CO2 激光束聚焦后的光斑直徑一般在 0.15~0.3mm 之 間 [10]。 切 割 低 碳 薄 板 時(shí) ， 在加快切割速度的情況下， 切寬大致等于光斑直徑 。 隨著板厚的增加 ， 切割速度8下降，而且上部的切口寬度往往大于光斑直徑。 切縫寬度的測(cè)量比較直觀， 而且數(shù)據(jù)測(cè)量比較準(zhǔn)確， 因此是衡量切割質(zhì)量的主要指標(biāo)。2.4.2 切割面的粗糙度影響激光切割面質(zhì)量的因素有很多。除了切割參數(shù)外，還與照射功率密度、 工件材質(zhì)和厚度等因素有關(guān)。 另外， 沿板厚方 向其切割面的粗糙程度也存在很大 差異， 一般上面部分較細(xì) ， 下面部分較為粗。 通常情況下 ， 粗糙度測(cè)定區(qū)指的是 上邊緣 0.5-1mm 處的平均粗糙度 [11]。2.4.3 切割速度在激光切割過(guò)程中， 切割速度受功率， 氣體壓力以及板材厚度的影響較為明 顯， 為保證產(chǎn)品的技術(shù)性 ， 以獲得良好的切割質(zhì)量， 因此 ， 需要選擇合適的切割 速度， 同時(shí)， 為了提高產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性 ， 降低成本， 還需要在保證產(chǎn)品品質(zhì)的前提 下，提高切割速度，縮短切割時(shí)間。93 實(shí) 驗(yàn) 方 案3.1 實(shí) 驗(yàn) 目 的本 次 實(shí) 驗(yàn) 是 對(duì) 激 光 切 割 機(jī) 的 機(jī) 理 進(jìn) 行 研 究 說(shuō) 明 ， 目 的 是 探 索 切 割 切 割 的 焦 距 、 功 率 、 速 度 、 次 數(shù) 對(duì) 加 工 質(zhì) 量 的 影 響 ， 以 便 獲 得 最 佳 的 切 割 切 割 加 工 工藝參數(shù) ， 為提高激光切割切割的效率、 品質(zhì)， 方便以后在生產(chǎn)中降低成本， 提 高 所 切 割 切 割 產(chǎn) 品 的 品 質(zhì) 和 質(zhì) 量 。3.2 實(shí) 驗(yàn) 設(shè) 備3.2.1 E-1306M 激光切割機(jī)基本構(gòu)成激光切割機(jī)主要有七個(gè)部件組成：機(jī)架、激光系統(tǒng)（激光器、光路、反射 鏡、透鏡） 、控制系統(tǒng) （主板、底板、控制 面 板、電路）機(jī)械傳動(dòng)系 統(tǒng)工作臺(tái)、 輔助系統(tǒng)、操作軟件 [12]：（ 1） 光 路 系 統(tǒng)包括三個(gè)反射鏡和一個(gè)聚焦透鏡即激光器產(chǎn)生的光通過(guò)反射鏡反射后，照 射到聚焦透鏡上，再通過(guò)聚焦透鏡的聚光，成為可用光束。第一反射鏡在激光 盒中，第二反正射鏡隨機(jī)械橫梁沿 Y 軸方向移動(dòng)，第三反射鏡和聚焦透鏡在激 光頭上。（ 2） 控 制 系 統(tǒng)包括主板：主板安裝在機(jī)箱的右側(cè)，是激光切割機(jī)的主要控制部件，他從 計(jì)算機(jī)的得到數(shù)據(jù)后，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行運(yùn)算和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，然后在傳輸數(shù)據(jù)給激 光切割機(jī)， 從而根據(jù)軟件中編輯的內(nèi)容完成加工； 底板： 底板安裝在 主板旁邊， 他的主要作用是驅(qū)動(dòng)電機(jī)，為主板提供工作電流，以及把各工作部件的工作狀 態(tài)傳輸給主板，使主板可以控制機(jī)器的工作；控制面板：位于機(jī)器的右前方， 負(fù)責(zé)電流的調(diào)節(jié)，手動(dòng)出光和手動(dòng)控制激光切割機(jī) X 軸、Y 的運(yùn)動(dòng)方向 [13]。（ 3） 工 作 臺(tái)平板適用于膠板制作和其他普通材料加工，刀條板適用于有機(jī)玻璃切割等，蜂 窩板適用于切割紡織品、皮革等材料。（ 4） 輔 助 系 統(tǒng)103.2.1E-1306M 激光切割機(jī)技術(shù)參數(shù)表 3.1 技 術(shù) 參 數(shù) 及 性 能 指 標(biāo)激 光 玻 璃 器 封 閉 式 CO2 激 光 器波長(zhǎng) 10.6μ m激 光 功 率 60W/80W 可 選激 光 能 量 調(diào) 節(jié) 0~100%手 動(dòng) /自 動(dòng) （ 軟 件 設(shè) 定 ）切 割 速 度 100mm/s雕 刻 速 度 1000mm/s定 位 精 度 ≤ 0.01mm冷 卻 方 式 循 環(huán) 水 冷冷 卻 水 溫 5℃ ~30℃供 電 電 源 220V 50Hz 1.5KVA（ 雙 頭 2.0KVA）環(huán) 境 溫 度 5℃ ~35℃環(huán) 境 相 對(duì) 濕 度 ≤85%外 型 尺 寸 1000mm×600mm； 1200mm×600mm； 1200mm×900mm重量 280kg 左 右 ； 310kg 左 右 ； 360kg 左 右 （ 裝 箱 后 重 量 ）3.2.2 數(shù)字式智能電子顯微鏡由于本次實(shí)驗(yàn)所研究的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)均比較小，無(wú)法借助尺子等測(cè)量?jī)x器測(cè)量 切 寬 和 切 深 ， 所 以 借 用 了 數(shù) 字 智 能 顯 微 鏡 ， 如 圖 3.1 所示。它可以清楚地觀察 切縫在不同條件下的效果，而且電子顯微鏡跟電腦相連，可以直接測(cè)出切縫的 切 割 深 度 和 寬 度 ， 這 給 本 次 實(shí) 驗(yàn) 測(cè) 量 帶 來(lái) 了 非 常 大 的 便 利 。圖 3.1 電子顯微鏡113.3 激 光 切割 機(jī)基 本 原理激 光 通 過(guò) 激 光 束 產(chǎn) 生 激 光 后 ， 由 反 射 鏡 傳 遞 并 通 過(guò) 聚 焦 透 鏡 照 射 到 加 工 物 品 上 ， 使 加 工 物 品 表 面 受 到 強(qiáng) 大 的 熱 能 而 溫 度 急 劇 增 加 ， 使 該 點(diǎn) 因 高 溫 而 迅 速 融 化 或 氣 化 ， 配 合 激 光 頭 的 運(yùn) 行 軌 跡 從 而 達(dá) 到 加 工 目 的 。 激 光 切 割 機(jī) 切 割原理如圖 3.2 所示：圖 3.2 激光雕刻原理圖3.4 實(shí) 驗(yàn) 材 料本次實(shí)驗(yàn)所采用的是 4.5mm 厚的亞克力板做為實(shí)驗(yàn)材料。有機(jī)玻璃是一 種 典型的熱塑型聚合物材料， 其化學(xué)名稱叫聚甲基丙烯酸甲酯， 俗稱亞克力 [14]。 有機(jī) 玻璃的發(fā)展可以追溯到 1850 年甲基丙烯酸酯的制備， 20 世紀(jì)有機(jī)玻璃誕 生 ， 1927 年 開(kāi) 始 有 機(jī) 玻 璃 工 業(yè) 化 的 生 產(chǎn) 。 我 國(guó) 對(duì) 于 有 機(jī) 玻 璃 的 生 產(chǎn) 開(kāi) 始 于 20世紀(jì) 50 年 代 ， 經(jīng) 過(guò) 多 年 的 發(fā) 展 ， 有 機(jī) 玻 璃 已 具 有 許 多 優(yōu) 點(diǎn) ： 透 明 性 好 、 質(zhì) 量 輕、 不易碎裂、 耐老化、 絕緣性好、 生物相容性好、 有良好的熱塑加工性能， 因 此 ， 有 機(jī) 玻 璃 廣 泛 應(yīng) 用 于 各 個(gè) 領(lǐng) 域 。3.5 基 本 操 作 流 程3.5.1 接通除塵通風(fēng)系統(tǒng)接通氣泵， 打開(kāi)排風(fēng)扇， 并檢查冷卻水循環(huán)系統(tǒng)是否正常。 注意： 嚴(yán)禁在冷12卻水循環(huán)不正常的情況下使用機(jī)器，以免損壞激光器。3.5.2 連接電源線、數(shù)據(jù)線和地線連 接 好 切 割 機(jī) 以 及 電 腦 上 的 電 源 線 、 數(shù) 據(jù) 線 和 地 線 以 后 ， 打 開(kāi) 切 割 機(jī) 和 計(jì)算機(jī)的電源開(kāi)關(guān)。3.5.3 調(diào)節(jié)光路激 光 切 割 機(jī) 屬 精 密 光 學(xué) 儀 器 ， 對(duì) 光 路 調(diào) 節(jié) 要 求 較 高 ， 如 果 激 光 不 是 從 每 個(gè) 鏡 片 的 中 心 射 入 ， 就 會(huì) 影 響 切 割 效 果 ， 每 次 工 作 前 務(wù) 必 檢 查 一 下 光 路 是 否 正常。注意，調(diào)節(jié)光路的工作，操作員必須經(jīng)過(guò)專業(yè)培訓(xùn)后方可進(jìn)行。3.5.5 確定加工參數(shù)繪 制 好 圖 形 以 后 ， 點(diǎn) 擊 加 工 輸 出 ， 確 定 加 工 參 數(shù) ， 包 括 功 率 ， 速 度 ， 次數(shù)等。3.5.4 圖文編輯圖 3.3 操 作 界 面(1)在 CorelDraw、Photoshop 環(huán)境中制作圖形圖像，打開(kāi)（O ） 對(duì) 應(yīng) 工 具條 上 的 圖 標(biāo) 為 。13導(dǎo)入軟件支持的數(shù)據(jù)，包含了 L AS、 P LT、 BMP、D XF、 AI、dw g2 等 格式。(2)保 存 （ S） 對(duì) 應(yīng) 工 具 條 上 的 圖 標(biāo)為 。將當(dāng)前的參數(shù)或圖形保存為激光加工文件（ LAS） 。 (3)導(dǎo) 出 （ E） 將當(dāng)前編輯的圖形文件保存為激光加工文件（ PLT） 。切割功率為 55W，切割次數(shù)為 1 次，依次設(shè)置速度參數(shù)為 10、20、40、 60、 80、 100mm/s， 在 亞 克 力 表 面 進(jìn) 行 切 割 ， 通 過(guò) 電 子 顯 微 鏡 觀 察 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 。3.5.6 放置加工材料，定焦距將加工材料放入切割機(jī)內(nèi)，調(diào)節(jié)上升降臺(tái)的高度，定焦距，使激光頭到加 工表面到達(dá)合適的距離。3.5.7 輸出數(shù)據(jù)加工放 好 加 工 材 料 后 ， 蓋 好 設(shè) 備 上 蓋 ， 在 計(jì) 算 機(jī) 中 輸 出 數(shù) 據(jù) ， 這 樣 切 割 機(jī) 就 開(kāi) 始加工了。3.6 切 縫 厚度 與寬度 的測(cè) 量本 次 實(shí) 驗(yàn) 使 用 電 子 顯 微 鏡 對(duì) 亞 克 力 板 的 切 縫 進(jìn) 行 測(cè) 量 ， 對(duì) 于 有 機(jī) 玻 璃 的 切 縫 深 度 ， 是 指 從 加 工 表 面 到 切 縫 底 部 的 全 部 距 離 ； 對(duì) 于 切 縫 寬 度 ， 本 次 實(shí) 驗(yàn)所測(cè)量的是亞克力表面的切縫寬度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果的寬度與深度如圖 3.4 所 示 ：圖 3.4 切 縫 測(cè) 量 示 意 圖144 切 割 質(zhì) 量 與 效 率 的 單 因 素 實(shí) 驗(yàn) 研 究4.1 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 分 析4.1.1 焦距對(duì)切寬和切深的影響選取 4.5mm 的亞克力板作為實(shí)驗(yàn)材料， 將切割參數(shù)設(shè)定為切割功率為 55W， 切割速度為 50mm/s， 切割次數(shù)為 1 次， 依次調(diào)整焦距為 2mm、 4mm、 6mm、 8mm、 10mm， 在亞克力表面進(jìn)行切割 ， 并做好標(biāo)記， 通過(guò)電子顯微鏡觀察實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 下表為所得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：表 4.1 切割寬度深度隨焦距的變化焦距（mm） 2 4 6 8 10 12切割深度 （μm） 1752.6 2160.8 1289.9 783.77 500.74 391.89切割寬度 （μm） 571.50 517.07 560.61 691.24 908.96 1137.56在 本 組 實(shí) 驗(yàn) 過(guò) 程 中 ， 對(duì) 每 次 改 變 實(shí) 驗(yàn) 條 件 的 試 樣 結(jié) 果 進(jìn) 行 測(cè) 試 并 拍 照 ， 顯微鏡使用 35X 倍率觀察并進(jìn)行整理總結(jié)：a 焦距為 2mm b 焦距為 4mmc 焦距為 6mm d 焦距為 8mm15e 焦距為 10mm f 焦距為 12mm圖 4.1 亞 克 力 板 槽 形 隨 焦 距 的 變 化 示 意 圖通過(guò)測(cè)量觀察得出， 焦距在小于 6mm 時(shí)， 有大量毛刺； 焦距在大于 6mm 時(shí)， 出 現(xiàn) 了 圓 弧 切 縫 ， 因 此 焦 距 為 6mm 時(shí) ， 此 時(shí) 雕 刻 質(zhì) 量 是 最 好 的 。 所 以 ， 焦距 對(duì) 切 割 質(zhì) 量 的 影 響 是 非 常 顯 著 的 ， 但 是 在 實(shí) 際 操 作 中 ， 并 沒(méi) 有 調(diào) 整 焦 距 的 設(shè)備 ， 所 以 很 難 確 定 工 件 的 準(zhǔn) 確 位 置 ， 因 此 常 常 需 要 工 作 時(shí) 調(diào) 整 位 置 ， 由 上 圖 可知 ， 焦 距 平 面 相 對(duì) 于 工 件 的 位 置 有 三 種 情 況 ， 如 圖 4.2 所示：a： 焦 點(diǎn) 在 工 件 內(nèi) b： 焦 點(diǎn) 在 工 件 表 面 c： 焦 點(diǎn) 遠(yuǎn) 離 工 件 表 面圖 4.2 焦 點(diǎn) 位 置 與 孔 的 剖 面 形 狀a)當(dāng)聚焦位置在工件內(nèi) 部時(shí) ， 頂峰所聚焦的光束不在工件表面上， 在光束 進(jìn) 入 工 件 之 后 ， 切 縫 會(huì) 變 寬 ， 切 寬 變 大 ， 切 割 深 度 會(huì) 變 小 ；b)當(dāng)聚焦位置剛好在工件的表面時(shí)， 此時(shí)頂峰所聚焦的光束剛好在工件表 面上 ， 此 時(shí) 切 割 表 面 光 滑 ， 切 寬 比 較 均 勻 ；c)當(dāng) 聚 焦 位 置 遠(yuǎn) 離 工 件 的 表 面 時(shí) ， 頂 峰 所 聚 焦 的 位 置 沒(méi) 有 在 工 件 表 面 上 ， 此 時(shí) 切 寬 變 寬 ， 切 割 深 度 變 淺 。在 進(jìn) 行 激 光 雕 刻 有 機(jī) 玻 璃 時(shí) ， 經(jīng) 常 會(huì) 用 焦 距 來(lái) 改 變 切 割 深 度 和 寬 度 以 求 達(dá) 到 最 好 的 藝 術(shù) 效 果 和 工 藝 要 求 。164.1.2 功率對(duì)切寬和切深的影響選擇 4.5mm 的 亞 克 力 板 作 為 實(shí) 驗(yàn) 材 料 ， 確 定 除 功 率 以 外 的 參 數(shù) ， 將 切 割 參 數(shù) 分 別 設(shè) 定 為 焦 距 6mm，切割速度為 50mm/s，切割次數(shù)為 1 次，依次改變 切 割 功 率 ， 分 別 設(shè) 為 為 10W、 20W、 30W、 40W、 50W、 60W、 70W， 在 亞 克 力 表 面 進(jìn) 行 切 割 ， 觀 察 并 做 好 標(biāo) 記 ， 通 過(guò) 電 子 顯 微 鏡 觀 察 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 。 下 表 為 所 得 的 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：表 4.2 切 割 寬 度 深 度 隨 功 率 的 變 化功 率 （ W） 25 40 55 70 85 100切 割 深 度 （ μ m） 538.84 908.96 1306.29 1638.30 1779.81 1856.01切 割 寬 度 （ μ m） 337.46 345.80 413.66 473.53 560.61 576.94a 切 割 功 率 為 25W b 切 割 功 率 為 40Wc 切 割 功 率 為 55W d 切 割 功 率 為 70We 切 割 功 率 為 85W f 切 割 功 率 為 100W17圖 4.3 亞 克 力 板 槽 形 隨 功 率 的 變 化 示 意 圖通 過(guò) 測(cè) 量 并 觀 察 得 出 ， 在 其 他 條 件 不 變 得 情 況 下 ， 隨 著 功 率 的 增 大 ， 切 割 深 度 逐 漸 變 深 ， 切 割 寬 度 逐 漸 變 寬 ， 并 且 在 此 條 件 下 功 率 為 100W 時(shí) ， 亞 克 力 板 切 縫 表 面 周 圍 影 響 非 常 大 ， 組 織 幾 乎 被 激 光 燒 壞 ， 很 不 適 合 切 割 或 者 雕 刻 ； 在 功 率 為 55W 時(shí) ， 切 縫 的 內(nèi) 部 幾 乎 沒(méi) 有 毛 刺 ， 切 割 的 形 狀 也 比 較 美 觀 ， 因 此 切 割 質(zhì) 量 最 好 。4.1.3 次數(shù)對(duì)切寬和切深的影響選取 4.5mm 的 亞 克 力 板 作 為 實(shí) 驗(yàn) 材 料 ， 確 定 除 次 數(shù) 以 外 的 參 數(shù) 。 將 參 數(shù) 分別設(shè)定為 焦距 6mm， 切割速度為 50mm/s， 切割功率為 55W， 依次改變切割次 數(shù) ， 分 別 測(cè) 試 1、3、5、7、9 次，在亞克力表面進(jìn)行切割，通過(guò)電子顯微鏡 觀 察 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 。 下 表 為 所 得 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ：表 4.3 切 割 寬 度 深 度 隨 次 數(shù) 的 變 化切 割 次 數(shù) /次 1 3 5 7 9切 割 深 度 （ μ m） 1317.17 2792.98 3995.06 4169.23 4500切 割 寬 度 （ μ m） 402.77 506.19 527.96 511.63a 切 割 次 數(shù) 為 1 次 b 切 割 次 數(shù) 為 3 次c 切 割 次 數(shù) 為 5 次 d 切 割 次 數(shù) 為 7 次18e 切 割 次 數(shù) 為 9 次圖 4.4 亞 克 力 板 槽 形 隨 次 數(shù) 的 變 化 示 意 圖通過(guò)測(cè)量并觀察得出， 在其他條件不變的情況下， 隨著切割次數(shù)的增 多， 切 割 深 度 逐 漸 變 深 ， 切 割 寬 度 逐 漸 變 寬 ， 但 是 通 過(guò) 顯 微 鏡 下 觀 察 發(fā) 現(xiàn) ， 切 割 一 次 ， 對(duì) 亞 克 力 板 切 縫 周 圍 的 質(zhì) 量 影 響 最 小 ， 切 割 次 數(shù) 越 多 ， 切 縫 周 圍 的 影 響 區(qū) 越 大 ， 在 切 割 9 次亞克力板被完全切割透，因此，在日常工作時(shí)，可以 在 設(shè) 置 好 最 佳 功 率 和 焦 距 的 情 況 下 ， 對(duì) 工 件 進(jìn) 行 適 量 次 數(shù) 的 切 割 ， 能 夠 達(dá) 到 最理想的結(jié)果。4.1.4 速度對(duì)切寬和切深的影響選取 4.5mm 的 亞 克 力 板 作 為 實(shí) 驗(yàn) 材 料 ， 確 定 除 速 度 以 外 的 參 數(shù) 。 將 參 數(shù) 分 別 設(shè) 定 為 焦 距 6mm， 切 割 功 率 為 55W， 切 割 次 數(shù) 為 1 次 ， 依 次 設(shè) 置 速 度 參 數(shù) 為 10、 20、 40、 60、 80、 100mm/s， 在 亞 克 力 表 面 進(jìn) 行 切 割 ， 通 過(guò) 電 子 顯 微 鏡 觀 察 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 。 下 表 為 所 得 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) ：表 4.4 切 割 寬 度 深 度 隨 速 度 的 變 化切 割 速 度 (mm/s) 10 20 40 60 80 100切 割 深 度 （ μm） 3630.23 1932.21 1175.66 838.20 827.31 533.40切 割 寬 度 （ μm） 566.06 457.20 391.89 386.44 362.77 302.65a 切 割 速 度 為 10mm/s b 切 割 速 度 為 20mm/s19c 切 割 速 度 為 40mm/s d 切 割 速 度 為 60mm/se 切 割 速 度 為 80mm/s f 切 割 速 度 為 100mm/s 圖 4.5 亞 克 力 板 槽 形 隨 速 度 的 變 化 示 意 圖通過(guò)測(cè)量和觀察得出， 在其他條件不變的情況下， 隨著切割速度的增 大， 切 割 深 度 越 來(lái) 越 淺 ， 切 割 寬 度 越 來(lái) 越 來(lái) 越 窄 ； 切 割 速 度 在 40mm/s 時(shí) ， 切 割 質(zhì) 量 最 好 ， 切 割 速 度 在 60mm/s 之 后 ， 會(huì) 出 現(xiàn) “假 ”深 度 ， 也 就 是 說(shuō) 實(shí) 際 上 并 沒(méi) 有 切 到 那 么 深 ， 有 一 部 分 組 織 被 激 光 燒 壞 ， 卻 沒(méi) 有 切 掉 ， 因 此 實(shí) 際 深 度 會(huì) 比 較淺。4.2 比 較 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果各因素對(duì)切割深度和寬度影響的分析：(1)當(dāng)切割功率小于 25W 時(shí)，切割表面沒(méi)有切痕，無(wú)法進(jìn)行正常切割； (2)切割功率越大，切割深度越深，切割寬度越寬； (3)焦距越大，切割深度越淺，切割寬度越寬；(4)在焦距大于 6mm 時(shí)，出現(xiàn)了圓弧切縫； (5)切割次數(shù)越多，切割深度越深，切割寬度越寬； (6)切割速度越大，切割深度越小，切割寬度越小；在 這 四 種 種 條 件 下 ， 切 割 速 度 對(duì) 切 割 深 度 的 影 響 是 最 明 顯 的 ， 其 次 是 焦 距 和 次 數(shù) ， 影 響 比 較 小 的 是 切 割 功 率 。204.3 切割路徑的優(yōu)化圖 4.6 設(shè) 置 優(yōu) 化 切 割 路 徑 參 數(shù)如圖，設(shè)置切割時(shí)路徑的優(yōu)化方式有四種： (1)先內(nèi)后外：按照一般的加工工藝要求，先加工圖案內(nèi)部圖形，后加工圖案 外 部 的 外 框 ； (2)繪圖路徑：按照當(dāng)時(shí)的繪圖路徑來(lái)確定工件該如何加工輸出； (3)先下后 上 網(wǎng)格高 （ Y） ：需 要按 照實(shí)際 加工 情況來(lái)設(shè) 置加 工網(wǎng)格 的 大小 ，系 統(tǒng) 按 照 所 設(shè) 置 的 網(wǎng) 格 高 度 自 下 往 上 輸 出 工 件 ； (4)自動(dòng)確定加工方向：系統(tǒng)能夠自動(dòng)生成加工時(shí)激光頭運(yùn)動(dòng)的軌跡，即系統(tǒng) 默 認(rèn) 的 切 割 方 向 ， 此 切 割 方 向 路 線 比 較 隨 機(jī) ， 如 果 需 要 根 據(jù) 自 已 定 義 的 切 割 方 向 ， 請(qǐng)