[发明专利]管材激光切割方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种机械加工技术领域，特别是一种管材激光切割方法。

背景技术

管材激光切割主要是用来切割非金属固性材料的各种空心圆管材料，比如塑料管、PVC管、PVB管等工业、民用材料。这种管材一般应用于家装、工业、水利建设比较多。

管材激光切割机是应用激光聚焦后产生的高功率密度能量来实现的。在计算机控制下，通过脉冲使激光器放电，从而输出受控的重复高频率的脉冲激光，形成一定频率，一定脉宽的光束，该脉冲激光束经过光路传导及反射并通过聚焦透镜组聚焦在加工物体的表面上，形成一个个细微、高能量密度光斑，焦斑位于待加工面附近，以瞬间高温熔化或气化被加工材料。高能量的激光脉冲瞬间就把物体表面溅射出一个细小的孔，在计算机控制下，管材激光切割机切割头与被加工材料按预先绘好的图形进行连续相对运动打点，这样就会把物体加工成想要的形状。

目前，常用的数控激光加工机床主要有2种形式：悬臂式和龙门式。悬臂式机床的特点是加工过程中，整个筛管不动，激光切割头沿工件轴线方向做高速移动，切割效率高。机床悬臂为铝合金板材焊接成的框架结构，强度和刚度高，可避免高速移动时运动惯量过大、光斑漂移等弊病：龙门式机床的特点是激光切割头不动，筛管相对于激光切割头进行同转分度和沿轴线方向移动。机床整体刚度好，激光输出稳定。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种管材激光切割方法，达到精密切割筛管的目的。

本发明采用的技术方案是：

一种管材激光切割方法，包括以下步骤：（1）固定管体，调整激光头与管横轴垂直；（2）移动切割头，并将切割焦点定位于穿孔位置，切割头与管件表面保持一个恒定距离；（3）将管体逆时针旋转一定角度α，使缝隙的一个梯形面处于竖直位置；然后切割头向左平移β；（4）利用脉冲光在割缝端点打孔将筛管穿透，然后，激光由脉冲变为连续，焦点变化到切割位置，切割头沿筛管轴线方向切割，加工出割缝的一个割面；（5）切割到设计缝长后，套管顺时针旋转2α角，切割头向左平移2β，然后沿回程切割出另一个割面，加工完成一条完整的割缝；（6）重复1-5步骤，直到整根管加工完成。

优选的方案是，所述的割缝为矩形缝或梯形缝。

优选的方案是，所述的切割头与管件表面保持的恒定距离为1mm。

优选的方案是，所述的α等于割缝锥度的1/2，β等于为筛管外径的1/2。

本发明具有加工效率高、加工精度高、加工范围广等优点，同时能够满足各种切割缝宽度的要求，切割的缝口宽度可以达到0.1mm。

具体实施方式

在实施例中，选用带有夹紧分度机构和管材推动装置激光加工机床。在一根钢管的轴向加工出均匀的割缝，各割缝以特定的周相距分布在筛管同一母线上，各割缝在管材圆柱面上均匀分布。

实施过程如下：

1、固定管体。将管体装在支架上，一端由旋转定中器支撑，另一端由数控旋转头夹紧，保证管轴和机床平行；调整激光头与管横轴垂直，激光头与管材表面的距离为1m。

2、移动切割头，并将切割焦点定位于起始穿孔位置。

3、将筛管逆时针旋转一定角度α，使缝隙的一个梯形面处于竖直位置；然后切割头向左平移β角。

4、利用脉冲光在割缝端点打孔将筛管穿透，然后，激光由脉冲变为连续，焦点变化到切割位置，切割头沿筛管轴线方向切割，加工出梯形缝的一个梯形面。

5、切割到设计缝长后，套管顺时针旋转2α角，切割头向右平移2β，然后沿回程切割出另一个梯形面，加工完成一条完整的梯形缝。

6、重复2-5步骤，直到整根管加工完成。

采用本方法加工的筛管，与传统加工方法相比，具有很多优点：激光切割的切缝窄，最小缝口宽度可以达到0．1mm；切割效率高，是机械加工效率的几十倍；工件变形小，加工精度高，缝隙两端无残余圆弧，缝形规整;加工范围广，不但可以加工直线矩形缝，而且可以加工不同规格的梯形缝等。

本领域技术人员应该认识到，上述的具体实施方式只是示例性的，是为了使本领域技术人员能够更好的理解本专利内容，不应理解为是对本专利保护范围的限制，只要是根据本专利所揭示精神所作的任何等同变更或修饰，均落入本专利保护范围。