❶ 尋求一份完整的激光切割機論文
計算機控制三D光電跟蹤激光切割機設計摘要: 光電跟蹤切割機由於具有性能穩定專、堅固耐用、效率高屬、易操作、切割精確度高、生產成本低等特點而在各種精密機加工方面得到廣泛應用。但是目前的光電切割機只能進行二維圖紙掃描，按照圖紙進行二維切割。如德國梅塞一格里斯海姆公司的KS26／3100直角坐標式光電跟蹤切割機就只能進行二維切割。本文設計一種全新的三維光電跟蹤切割機是利用攝像技術的一種全新理念的計算機控制三維動態的光電控制切割機。[著者文摘]關鍵詞: 三維動態 光電跟蹤 計算機控制 切割機
❷ 關於激光的論文
激光——人類創造的神奇之光
激光的最初中文名叫做「鐳射」、「萊塞」，是它的英文名稱LASER的音譯，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各單詞的頭一個字母組成的縮寫詞。意思是「受激輻射的光放大」。激光的英文全名已完全表達了製造激光的主要過程。1964年按照我國著名科學家錢學森建議將「光受激發射」改稱「激光」。
激光是20世紀以來，繼原子能、計算機、半導體之後，人類的又一重大發明，被稱為「最快的刀」、「最準的尺」、「最亮的光」和「奇異的激光」。它的原理早在 1916 年已被著名的物理學家愛因斯坦發現，但要直到 1958 年激光才被首次成功製造。激光是在有理論准備和生產實踐 迫切需要的背景下應運而生的，它一問世，就獲得了異乎尋常的飛快發展，激光的發展不僅使古老的光學科學和光學技術獲得了新生，而且導致整個一門新興產業的出現。激光可使人們有效地利用前所未有的先進方法和手段，去獲得空前的效益和成果，從而促進了生產力的發展。
激光的產生原理：
受激輻射基於偉大的科學家愛因斯坦在1916年提出的一套全新的理論。這一理論是說在組成物質的原子中，有不同數量的粒子（電子）分布在不同的能級上，在高能級上的粒子受到某種光子的激發，會從高能級跳到（躍遷）到低能級上，這時將會輻射出與激發它的光相同性質的光，而且在某種狀態下，能出現一個弱光激發出一個強光的現象。這就叫做「受激輻射的光放大」， 一段激活物質就是一個激光放大器。
激光的特點：
（一）定向發光
普通光源是向四面八方發光。要讓發射的光朝一個方向傳播，需要給光源裝上一定的聚光裝置，如汽車的車前燈和探照燈都是安裝有聚光作用的反光鏡，使輻射光匯集起來向一個方向射出。激光器發射的激光，天生就是朝一個方向射出，光束的發散度極小，大約只有0.001弧度，接近平行。1962年，人類第一次使用激光照射月球，地球離月球的距離約38萬公里，但激光在月球表面的光斑不到兩公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照燈光柱射向月球，按照其光斑直徑將覆蓋整個月球。
（二）亮度極高
在激光發明前，人工光源中高壓脈沖氙燈的亮度最高，與太陽的亮度不相上下，而紅寶石激光器的激光亮度，能超過氙燈的幾百億倍。因為激光的亮度極高，所以能夠照亮遠距離的物體。紅寶石激光器發射的光束在月球上產生的照度約為0.02勒克斯（光照度的單位），顏色鮮紅，激光光斑明顯可見。若用功率最強的探照燈照射月球，產生的照度只有約一萬億分之一勒克斯，人眼根本無法察覺。激光亮度極高的主要原因是定向發光。大量光子集中在一個極小的空間范圍內射出，能量密度自然極高。
（三）顏色極純
光的顏色由光的波長（或頻率）決定。一定的波長對應一定的顏色。太陽光的波長分布范圍約在0.76微米至0.4微米之間，對應的顏色從紅色到紫色共7種顏色，所以太陽光談不上單色性。發射單種顏色光的光源稱為單色光源，它發射的光波波長單一。比如氪燈、氦燈、氖燈、氫燈等都是單色光源，只發射某一種顏色的光。單色光源的光波波長雖然單一，但仍有一定的分布范圍。如氪燈只發射紅光，單色性很好，被譽為單色性之冠，波長分布的范圍仍有0.00001納米，因此氪燈發出的紅光，若仔細辨認仍包含有幾十種紅色。由此可見，光輻射的波長分布區間越窄，單色性越好。
激光器輸出的光，波長分布范圍非常窄，因此顏色極純。以輸出紅光的氦氖激光器為例，其光的波長分布范圍可以窄到2×10-9納米，是氪燈發射的紅光波長分布范圍的萬分之二。由此可見，激光器的單色性遠遠超過任何一種單色光源。
（四）能量密度極大
光子的能量是用E=hγ來計算的，其中h為普朗克常量，γ為頻率。由此可知，頻率越高，能量越高。激光頻率范圍3.846*10^(14)Hz到7.895*10^(14)Hz.
激光能量並不算很大，但是它的能量密度很大（因為它的作用范圍很小，一般只有一個點），短時間里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了。
目前激光技術及其應用研究內容包括：
⑴超快超強激光：超快超強激光主要以飛秒激光的研究與應用為主，作為一種獨特的科學研究的工具和手段，飛秒激光的主要應用可以概括為三個方面，即飛秒激光在超快領域內的應用、在超強領域內的應用和在超微細加工中的應用。其中飛秒激光超微細加工是當今世界激光、光電子行業中的一個極為引人注目的前沿研究方向。
⑵新型激光器研究：激光測距儀是激光在軍事上應用的起點，將其應用到火炮系統，大大提高了火炮射擊精度。激光雷達相比於無線電雷達，由於激光發散角小，方向性好，因此其測量精度大幅度提高。由於同樣的原因，激光雷達不存在"盲區"，因此尤其適宜於對導彈初始階段的跟蹤測量。但由於大氣的影響，激光雷達並不適宜在大范圍內搜索，還只能作為無線電雷達的有力補足。
⑶激光醫療：激光在醫學上的應用分為兩大類：激光診斷與激光治療，前者是以激光作為信息載體，後者則以激光作為能量載體。多年來，激光技術已成為臨床治療的有效手段，也成為發展醫學診斷的關鍵技術。它解決了醫學中的許多難題，為醫學的發展做出了貢獻。現在，在基礎研究、新技術開發以及新設備研製和生產等諸多方面都保持持續的、強勁的發展勢頭。
⑷激光化學：激光化學的應用非常廣泛。制葯工業是第一個得益的領域。應用激光化學技術，不僅能加速葯物的合成，而又可把不需要的副產品剔在一旁，使得某些葯物變得更安全可靠，價格也可降低一些。又如，利用激光控制半導體，就可改進新的光學開關，從而改進電腦和通信系統。激光化學雖然尚處於起步階段，但其前景十分光明。
目前全球業界公認的發展最快的、應用日趨廣泛的最重要的高新技術就是光電技術。而在光電技術中，其基礎技術之一就是激光技術。21世紀的激光技術與產業的發展將支撐並推進高速、寬頻、海量的光通信以及網路通信，並將引發一場照明技術革命，小巧、可靠、壽命長、節能半導體(LED)將主導市場。光電技術將繼微電子技術之後再次推動人類科學技術的革命和進步，激光產品已成為現代武器的"眼睛"和"神經"。激光的研究必將對相關領域進步起到巨大推動作用。
說明論文的主題、范圍和目的；說明本研究的起因、背景及相關領域簡要歷史回顧；預期結果或本研究意義；引言一般不分段，長短視論文內容而定，涉及基礎研究的論文引言較長，臨床病例分析宜短。國外大多論文引言較長，一般在千字左右，這可能與國外多數期刊嚴格限制論文字數有關。
例子：大強度運動對腦電活動影響的研究
何敘，律海濤
腦電圖反映的是人腦皮層神經元的活動規律，可以反映中樞神經系統的機能狀態，是檢測腦功能的唯一可靠方法。
關於大強度長時間運動後腦電的變化情況，尚無詳細報道，本文目的是利用腦電分析監護系統，了解大強度運動後腦電變化情況，掌握在大強度負荷後腦電各項指標的變化幅度以及改變特點，探討活動的基本規律，為科學地安排體育教學與訓練提供理論依據。
(3)激光加工論文的引言擴展閱讀
1、突出重點。在回顧前人所作的研究工作時，不宜面面俱到，應找具有代表性的、與本研究關系最密切的資料來闡述，避免寫成文獻綜述。
2、注意深度。在論述本人所作研究時，一些普及的、為公眾所熟知的原理和知識，不必一一贅述。如教科書中早已有的公式，眾所周知的基礎理論等等。
3、審慎評價。在介紹自己的研究成果時，切忌拔高或降低。比如一些詞彙：「 國內首創」、「從未見報道」、「 國際水平」、「國內領先」、「填補空白」等，都屬拔高的評價。
而諸如「不足之處敬請原諒」、「限於時間和水平」、「請讀者批評指正」等語言，則屬大可不必客氣的俗語，均應避免使用。只要如實報道自己的成果就行了，質量高低讀者自會評價。
❹ 激光在機械技術中的應用（論文，3000字
媽呀，襲3000字~~~
給個網址，自己查去吧。。。
http://ke..com/view/303210.html?wtp=tt
❺ 論文的引言怎麼寫
根據學術堂的了解，論文引言的主要任務是向讀者勾勒出全文的基本內容和輪廓。它可以包括以下五項內容中的全部或其中幾項：
1、介紹某研究領域的背景、意義、發展狀況、目前的水平等;
2、對相關領域的文獻進行回顧和綜述，包括前人的研究成果，已經解決的問題，並適當加以評價或比較；
3、指出前人尚未解決的問題，留下的技術空白，也可以提出新問題、解決這些新問題的新方法、新思路，從而引出自己研究課題的動機與意義；
4、說明自己研究課題的目的；
5、概括論文的主要內容，或勾勒其大體輪廓。
如何合理安排以上這些內容，將它們有條有理地給讀者描繪清楚，並非容易之事。經驗告訴我們，引言其實是全文最難寫的—部分。這是因為作者對有關學科領域的熟悉程度，作者的知識是淵博、還是貧乏，研究的意義何在、價值如何等問題，都在引言的字里行間得以充分體現。
我們可以將引言的內容分為三到四個層次來安排。第一層由研究背景、意義、發展狀況等內容組成，其中還包括某一研究領域的文獻綜述；第二層提出目前尚未解決的問題或急需解決的問題，從而引出自己的研究動機與意義；第三層說明自己研究的具體目的與內容；最後是引言的結尾，可以介紹一下論文的組成部分。
首先，可以寫課題背景、理論意義、應用前景，但不應該過多，只要有一小段就可以了。
重點部分是對前人工作的介紹和評述，也就是對這一課題前人已經做了哪些重要的創新工作，是一個簡略的研究史，比如何時由何人發起，國內外哪些學者分別作了哪些創新貢獻。要對每一作者每一篇參考文獻的科學或技術貢獻進行評述和肯定。這里說主要的貢獻，是指一些重要的學者也許發了很多文章、專利，但其主要貢獻應該有幾篇代表性的文獻，而不是所有文獻。有些學者論文不多，是否引用主要看其文獻的創新性，如果沒有創新性，就不必引用。如果創新明顯，即使一篇文章也應該引用。在所有的參考文獻中，應該突出近年來的文獻，尤其近三年的參考文獻，最好佔一多半。如果一個課題近幾年文獻很少，可能是這個課題研究必要性不大，同行沒興趣，也有可能太難了，沒有進展，或者你不掌握全面的文獻。
在以上評述中，重點是向讀者介紹前人或他人的學術或技術創新貢獻，由此明確了哪些工作解決了，哪些工作還沒解決，最後一段就是介紹本文工作的主要目的、主要內容和方法。也同時使人明確了本文工作的必要性、創新性。
這部分也是學生容易犯學術錯誤的部分。有些人寫引言時，喜歡對別人的工作過進行不合理的否定，專講人家的工作不足，這是不合適的，因為你的工作是基於別人的工作基礎之上，別人的工作有不足是正常，否則你就沒必要做這個工作了。還有人喜歡將別人的語言、段落、圖表進行原封不動的引用，這是不合適的。閱讀別人的文獻，應該注意記下別人的工作要點，對他人工作進行總結、歸納、整理，形成自己的觀點，用自己的語言重新表述。簡單引用往往會形成抄襲或不正確引用的問題。
有些人寫引言時，只寫了某些工作發展多快、應用多麼廣泛、有什麼問題，一句話內引用了多篇文獻，這一般是不提倡的，因為讀者根本弄不清楚其中每篇文章都寫了什麼，每個作者都有什麼創新或貢獻。另外，參考文獻一定是作者讀過的，不可以引用文獻中的參考文獻，因為你並不清楚那篇文獻是怎樣寫的，別人錯了你也就錯了。
引言的長短也是要合適的，對於6000字以上常見的學術論文，引言在一頁是合適的，再多一般沒有必要。如果是4頁以內短文，引言就要相應縮短，但一般也要半頁。
❻ 數控技術畢業論文的引言
引言
數控（英文名字：Numerical Control 簡稱:NC）技術是指用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一台或多台機械設備動作控制的技術。數控一般是採用通用或專用計算機實現數字程序控制，因此數控也稱為計算機數控 (Computerized Numerical Control )，簡稱CNC，國外一般都稱為CNC，很少再用NC這個概念了。數控車床，車削中心，是一種高精度、高效率的自動化機床。配備多工位刀塔或動力刀塔，機床就具有廣泛的加工工藝性能，可加工直線圓柱、斜線圓柱、圓弧和各種螺紋、槽、蝸桿等復雜的工件。具有直線插補、圓弧插補各種補償功能，並在復雜零件的批量生產中發揮了良好的經濟效果。
數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代機械製造技術、微
電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術，是近年來應用領域中發展十分迅速的
一項綜合性的高新技術。它是為適應高精度、高速度、復雜零件的加工而出現的，是實現
自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網路化的基礎，是現代機床裝備的靈魂和核
心，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。
數控技術是先進製造技術的基礎，它是綜合應用了計算機、自動控制、電氣傳動、自動檢測、精密機械製造和管理信息等技術而發展起來的高新科技。作為數控加工的主體設備，數控機床是典型的機電一體化產品。數控機床代表一個民族製造工業現代化的水平，隨著現代化科學技術的迅速發展，製造技術和自動化水平的高低已成為衡量一個國家或地區經濟發展水平的重要標志。
數控機床程序編制過程主要包括：分析零件圖紙、工藝處理、數學處理、編寫零件程序、程序校驗夾具的種類很多，按使用機床類型分類，可分為車床夾具、銑床夾具、鑽床夾具、鏜床夾具、加工中心夾具和其他夾具等。按驅動夾具工作的動力源分類，可分為手動夾具、氣動夾具、液壓夾具、電動夾具、磁力夾具和自夾緊夾具等。
數控車削加工是將編好的加工程序輸入數控裝置，數控裝置再將輸入的信息進行運算處理後轉換成驅動伺服機構的指令信號，最後由伺服機構控制機床的各種動作，自動地加工出零件。由此可看出，用數控機床加工零件，程序編制是一項重要的工作，它對有效利用數控機床起主要作用。數控加工的程序編制也稱數控編程，數控編程時，必須對零件進行分析，將加工零件的全部工藝過程、工藝參數等以規定的代碼、程序格式寫出。由此可以看出，數控編程是集工藝與程序中，且其實踐性很強。本論文就某軸類零件的數控加工進行論述：從毛坯圖、零件圖開始，分析其加工工藝，確定加工路線，再到數控程序編制，期間對零件加工程序的解釋可以更清晰的展示程序段的意義。
❼ 論文論文引言
1.1課題背景
1.1.1課題背景及來源
近年來，隨著冶金、造紙、印染行業的迅速發展，對軋輥磨削技術的要求亦愈
來愈高，目前軋輥磨削直徑可達2400nnIl，最大重量達150t，軋輥的幾何精度均為
pm級。軋輥磨床屬於大型精密加工機床，是金屬板、帶、箔材加工企業的關鍵設
備，對保證和提高產品表面質量起著重要的作用。高表面質量的鋁合金板、帶、箔
的生產，在很大程度上依賴於高表面磨削質量的軋輥，而軋輥的表面質量是由精密
軋輥磨床保證的。長期以來，各廠家均使用德國、英國生產的軋輥磨床。只是近幾
年來，國內的險峰機床廠、星火機床廠等為數不多的廠家有軋輥磨床出品，與國外
先進的軋輥磨床相比，尚屬於中、低檔產品。由於國內軋輥磨床的市場需求旺盛，
致使國內各軋輥磨床生產廠家竟相加大軋輥磨床生產、研發的力度。
因此，各軋輥磨床製造廠家均相繼對其產品進行系列更新:採用高新技術，如
靜壓導軌技術、動靜壓磨頭技術、數字定位技術、補償技術等;改善機床結構性能;
增加自動測量裝置;開發高性能的軋輥磨削數控系統，以滿足各種不同用戶的需求。
1.在普通軋輥磨床方面，廣泛採用高新技術:如靜壓導軌技術、動靜壓磨頭
技術、機械結構中高磨削的實現等，改善機床結構性能;增加自動測量裝置:由於
軋輥直徑尺寸相對較大，一般都在小400mnI以上。用人工測量很難控制人為誤差，
所以軋輥磨床上附加檢測裝置，藉助精密測量元件，可實現1靦誤差的精確測量
2、在數控軋輥磨床方面:由於軋輥一般長度在1.m5一sm之間，完全依靠機床
本身精度，很難保證形狀誤差不大於0.olnnll。並且由於加工對象的差別，軋輥的
形狀各異，僅靠機械機構根本無法實現各種曲線形狀軋輥的磨削。因此，數控技術
與傳統工藝技術結合成為必然，這不僅能夠縮短生產准備時間，提高磨削精度和效
率，完成輥面形狀較為復雜的軋輥的加工，同時亦是實現軋輥磨削自動化的基礎。
所以，數控化是當代軋輥磨削技術發展的主流。
根據市場需求和星火機床有限責任公司的要求，我們開發了基於PMAC的開
放式軋輥磨削數控系統。其目的就是跟蹤國外軋輥磨削技術的發展，從國情出發，
深入探索數控精密軋輥磨床的國產化技術，充分利用計算機技術，使數控軋輥磨床
的數控系統向智能化、開放化方向上發展，從而為振興我國的鋁加工業出力。
1.1.2數控軋輥磨床的國內外發展狀況
優質、高效、節能，一直是軋輥磨削技術追求的目標，也是軋輥磨床產品參與市
場競爭取得成敗的關鍵。近年來，隨著模塊化設計技術、計算機輔助設計，以及柔性
製造技術等高科技在軋輥磨削領域中的應用和普及，促使其向高精度、高效率和高柔
性方向迅速發展。目前，國內外知名的輥磨床生產廠家的主要產品有有德國瓦德里希、
濟根的WCS系列、日本東芝機械公司的KWA系列、義大利因塞公司的RHC系列，以及
國內險峰機床廠的MK84系列。
車L輥磨床技術的發展主要表現在以下幾個方面:
1)、數控化
數控技術與傳統加工工藝相結合，不僅能夠縮短生產准備時間，提高磨削精度和
效率，完成棍面形狀比較復雜的軋輥加工，同時也是實現軋輥磨削自動化的基礎。80
年代以來，一些先進的軋輥磨床製造廠家，都相繼在其產品中引進了數控技術，目前
均已實現數控化，且形成完整的系列。
目前，各種軋輥磨床數控系統的來源主要有以下幾種:(1)、主機製造廠家自行
研製開發(東芝機械)。(2)、硬體外購，軟體自行開發(險峰)。(3)、軟硬體全部外
購(瓦德里希、濟根)。
數控軸數有:
(1)、同時控制2軸，2軸聯動K(WA系列)。
(2)、同時控制5軸，2軸聯動(WSC系列、MK84系列)。
(3)、同時控制10軸，2軸聯動(RCH系列)。
主要控制功能包括:
(1)、人機對話的軋輥形狀輸入功能。
(2)、砂輪瞬時位置和各種磨削數據的顯示功能。
(3)、各種故障報警信息的顯示功能(自診斷功能)。
(4)
種故障報警信息的顯示功能(自診斷功能)。
(4)、軋輥在線測量的圖形和數據顯示功能。
蘭州理工大學碩士畢業論文
(5)、磨削曲線和磨削程序的存儲功能。
(6)、全閉環補償磨削功能。
(7)、特殊形狀軋輥的適應功能。
(8)、砂輪快速趨近功能。
(9)、砂輪恆線速控制功能。
(10)、人機對話編程和示教功能。
❽ 論文怎麼寫引言
根據網路文庫上查閱到的，引言應含概的內容:
在寫前言之前首先應明確幾個基本問題：你想通過本文說明什麼問題？有哪些新的發現，是否有學術價值？一般讀者讀了前言以後，可清楚地知道作者為什麼選擇該題目進行研究。為此，在寫前言以前，要盡可能多地了解相關的內容，收集前人和別人已有工作的主要資料，說明本研究設想的合理性。一般來說，引言是介紹和論文題目相關的歷史性資料。
引言作為論文的開頭，以簡短的篇幅介紹論文的寫作背景和目的，緣起和提出研究要求的現實情況,以及相關領域內前人所做的工作和研究的概況及在學術上是否存在不同的學術觀點，說明本研究與前工作的關系，目前的研究熱點、存在的問題及作者的工作意義，引出本文的主題給讀者以引導。如果研究的項目是別人從未開展過的，這時創新性是顯而易見的，要說明研究的創新點。但大部分情況下，研究的項目是前人開展過的，這時一定要說明此研究與被研究的不同之處和本質上的區別，而不是單純的重復前人的工作。 比較簡短的論文，引言也可以相對比較簡短。為了縮短篇幅，可以用一兩句話簡單介紹一下某研究領域的重要性、意義或需要解決的問題等，接著對文獻進行回顧，然後介紹自己的研究動機、目的和主要內容。至於研究方法、研究結果及論文的組成部分則可以完全省略。
❾ 求「淺談激光加工技術在模具製造中的應用」的畢業論文。。
《模具工業》2001. No . 4 總 242 40
激 光 加 工 技 術 在 模 具 制 造 中 的 應 用
江蘇理工大學(江蘇鎮江 212013) 張 瑩 周建忠 戴亞春
[摘要]隨著激光加工技術的日趨成熟和工業用大功率激光設備價格的逐漸下降 ,給產品和
模具的製造工藝帶來了新的變革 ,在模具製造、 模具表面強化與維修、 取代模具等 3個方面 ,就
激光優化模具製造工藝作了較為詳細的分析和探討。
關鍵詞 模具 激光 工藝優化
[ Abstract ]Wi t h t he mat uri ng of t he las e r p r oces si ng t echnology and t he dec r easi ng of p rice of t he
i ns t rial la r ge - p owe r las e r e quipme nt , a new i nnovat ion was br ought t o t he manuf act uri ng
t echnology of t he p r oct s and t he dies and moulds . A r elat ively de t ailed analysis and dis cus sion
was made on t he las e r op t imized manuf act uri ng p r oces s f or dies and moulds f r om t hr e e asp ect s of
manuf act uri ng , s urf ace r ei nf orceme nt and mai nt e nance , and s ubs t i t ut ive dies or moulds .
Key words die and mould , las e r , t echnological p r oces s op t imizat ion
1 引 言
激烈的市場競爭使製造企業對快速響應市場
需求和一次製造成功等要求日益迫切。而在常規制
造系統中 , 產品生產所需大量模具的設計、製造和
裝配調試不僅耗費大量資金 , 更嚴重的是延長了產
品生產的准備時間 , 從而延長了新產品開發周期 ,
形成製造過程中的瓶頸。因此 , 如何快速有效地制
造出高質量、低成本的模具及產品 , 就成為人們不
斷探索的課題。隨著激光加工技術的日趨成熟和工
業用大功率激光器設備價格的下降 , 給產品和模具
製造工藝帶來了重大變革。本文在模具製造、模具
表面強化與維修、取代模具等 3個方面 , 就激光加
工在模具製造中的應用作一些探討。
2 模具製造
2. 1 模具的激光疊加製造
1982年 ,日本東京大學的中川教授等人提出用
薄片疊加法製造拉伸模 , 1985年 , 美國加州某公司
推出了模具的激光疊加製造法 , 並獲得專利 , 其工
藝流程見圖 1 ,原理為將激光切割的多層薄板疊加 ,
並使其形狀逐漸發生變化 , 最終獲得所需的模具立
體幾何形狀。日本在沖模的激光疊加製造方面已達
到實用階段 ,所制的凸、 凹模質量高 ,加工尺寸精度
— — —— — —— — —— — —— — —— — ——
收稿日期:2000年8月10日
已達 ±0. 01mm ,切割厚度為 12mm。 經激光切割後 ,
在切口表面形成深 0. 1～0. 2mm、 硬度為 800HV 的
硬化層 ,用來沖裁 1mm 厚的鋼板 ,單憑自冷硬化層
就可沖壓 10 000 件 , 如在激光切割後再經火焰淬
火 ,則可沖壓 3～5萬件。 由於各薄板間的連接簡單 ,
故用疊加法製作沖模 ,成本可降低一半 ,生產周期大
大縮短。用來製造復合模、落料模和級進模等都取
得了顯著的經濟效益。
圖 1 激光疊加模具製造工藝流程
由模具 CAD 和激光切割相結合構成一個完整
的模具 CAD/ CAM 系統 ,實現板料切割的 FMS ,適
用於多品種小批量生產。用激光切割的薄板來疊加
合成任意三維曲面的製造系統 , 不僅為在塑性加工
和模具領域中實行 FMS 提供了思路 , 而且對於內
部結構復雜的模具製造 ,如型孔、 中孔體及復雜的冷
卻管道等 ,也是快速而經濟的製造模具的有效方法 ,
並且能帶動其他技術如固相擴散等的發展。
2. 2 快速模具製造
模具 CAD
三維設計
二維外形
NC 程序
激光
切割
去除
梯級
創層面
精加工
成形
模具
裝
配
薄片
連結
精加工
NC 程序
模 具 制 造 技 術《模具工業》2001. No . 4 總 242 41
快速成型製造技術(RPM)是 80年代後期出現
的一項製造技術 , 目前 RPM 技術已發展了十幾種
工藝方法。基於 RPM 技術快速製造模具的方法多
為間接制模法 , 即利用 RPM 原型間接地翻制模
具。
(1) 軟質簡易模具 (如汽車覆蓋件模具) 的制
作。採用硅橡膠、低熔點合金等將原型准確復製成
模具 , 或對原型表面用金屬噴塗法或物理蒸發沉積
法鍍上一層熔點極低的合金來製作模具。這些簡易
模具的壽命為 50～5 000件 ,由於其製造成本低 ,制
作周期短 , 特別適用於產品試制階段的小批量生
產。
(2) 鋼質模具製作。RPM 原型 — — — 三維砂輪
— — — 整體石墨電極 — — — 鋼模 ,一個中等大小、 較為復
雜的電極一般 4～8h 即可完成。 美國福特汽車公司
用此技術製造汽車覆蓋件模具取得了滿意的效果 ,
與傳統機械加工製作模具相比 , 快速模具製造省去
了耗時、 昂貴的 CNC加工 ,加工成本及周期大大降
低 ,具有廣闊的應用前景。
3 模具表面強化與修復
為提高模具的使用壽命 , 常常需對模具表面進
行強化處理。常用的模具表面強化處理工藝有化學
處理 (如滲碳、 碳氮共滲等) 、 表層復合處理 (如堆
焊、 熱噴塗、 電火花表面強化、 PVD 和 CVD 等) 以
及表面加工強化處理(如噴丸等) 。這些方法大多工
藝較為復雜 , 處理周期較長 , 且處理後存在較大的
變形。採用激光技術來強化和修復模具 , 具有柔性
大 , 表面硬度高 , 工藝周期短 , 工作環境潔凈等優
點 ,因此具有很強的生命力。
3. 1 激光相變硬化
激光相變硬化 (激光淬火) 是利用激光輻照到
金屬表面 , 使其表面以很高的升溫速度達到相變溫
度 (但低於熔化溫度) 而形成奧氏體 ,當激光束離開
後 , 利用金屬表面本身熱傳導而發生自淬火 , 使金
屬表面發生馬氏體轉變 , 形成硬度高、抗磨損的表
層 , 從而使金屬表面得到強化。所用設備為三軸聯
動的數控激光加工機。
影響激光強化的主要因素有激光功率、光斑尺
寸和掃描速度。在強化過程中要對這些參數進行優
化 , 並對具體材料選擇合適的激光處理參數。對於
CrWMn、 Cr12MoV、 Cr12、 T10A 及 Cr-Mo 鑄鐵等
的常用模具材料 , 在激光處理後 , 其組織性能較常
規熱處理普遍改善。 例如 ,CrWMn 鋼在常規加熱時
易在奧氏體晶界上形成網狀的二次碳化物 , 顯著增
加工件脆性 ,降低沖擊韌性 ,使用在模具刃口或關鍵
部位壽命較低。採用激光淬火後可獲得細馬氏體和
彌散分布的碳化物顆粒 ,清除網狀 ,並獲得最大硬化
層深度以及最大硬度 1 017. 2HV。Cr12MoV 鋼激
光淬火後的硬度、抗塑性變形和抗粘磨損能力均較
常規熱處理有所提高。對 T8A 鋼製造的凸模和
Cr12Mo 鋼製造的凹模 ,激光硬化深 0. 12mm ,硬度
1 200HV , 壽命提高 4～6倍 , 既由沖壓 2萬件提高
到 10～14萬件。 對於 T10鋼 ,激光淬火後可獲得硬
度 1 024HV、 深 0. 55mm 的硬化層;對於 Cr12 ,激光
淬火後可獲得硬度 1 000HV、 深 0. 4mm 的硬化層 ,
使用壽命均得到了較大的提高。
3. 2 激光塗覆
激光塗覆是用激光在基體表面覆蓋一層薄的具
有一定性能的塗覆材料 , 這類材料可以是金屬或合
金 ,也可以是非金屬 ,還可以是化合物及其混合物。
在塗覆過程中 , 塗覆層在激光作用下與基體表面通
過熔合迅速結合在一起。它與激光合金化的主要區
別在於經激光作用後塗層的化學成分基本上不變
化 , 基體的成分基本上不進入塗層內。激光塗覆工
藝實用的材料范圍很廣 , 正在研究的母體材料有低
碳鋼、 合金鋼、 鑄鐵、 鎳鉻鈦耐熱合金等 ,研究的添加
材料有鈷基合金、 鐵基合金和鎳基合金等。
採用激光技術在有送粉器的 2kW CO2 激光器
上 , 對 4Cr5MoV1Si 鋼基體表面塗覆一層由鎳基高
溫合金和 WC + W2C 粒子組成的高溫耐磨合金粉
末 ,在激光功率 P = 1 500W ,送粉量為 10g/ min ,工
件移動速度為 2～3mm/ s 條件下 ,獲得多道搭接的
大面積高溫耐磨合金。 在試驗溫度為 600℃ 時 ,硬度
為 550～580HV0 .2 ; 在溫度為 950℃時 , 硬度為
100～200HV0 .2。 可見在 1 000℃ 左右高溫下 ,塗覆層
仍有很高的強硬性 , 是較理想的高溫模具耐磨合
金。另外 , 採用激光塗覆方法來修復已磨損的沖模
及拉伸模等 ,可大大延長模具的使用壽命 ,降低模具
的使用成本。
3. 3 激光堆焊
對於一些汽車覆蓋件沖裁修邊模具 , 為提高使
用壽命 ,節省優質模具材料 ,刃口往往採用在較差的
基體材料上堆焊一層性能優異的合金。 過去 ,堆焊大
多採用人工氧 — 乙炔火焰堆焊法 ,這種方法雖然設備《模具工業》2001. No . 4 總 242 42
費用低 ,但功率密度不高(10
2
～10
3
W/ cm 2
) ,且難以
進行精確控制 , 因而堆焊質量和生產率都較低。70
年代以來 , 開發成功了等離子粉末堆焊技術 , 由於
其具有較高的功率密度且控制性能也較好 , 因而得
到了廣泛的應用。但等離子堆焊存在著電極壽命
短、 堆焊層母材稀釋率較高等問題。80年代以來出
現的激光堆焊法與使用同一材料的氧 —乙炔火焰
堆焊法相比 ,激光堆焊層組織細微、 緻密 ,不良品率
僅為前者的 1/ 10。激光堆焊的速度快 ,生產率比氧
— 乙炔火焰堆焊高 1. 75倍 , 而堆焊的材料使用量
僅為其 1/ 2。而且激光堆焊層的室溫硬度比氧 — 乙
炔火焰堆焊的高 50HV 左右。 激光堆焊質量與激光
的光束模式、 功率及堆焊速度等因素有關。
4 激光加工替代模具沖壓加工
4. 1 激光切割替代薄板件的沖裁模
激光切割替代鈑金件及汽車車身製造中的沖
裁修邊模大有可為。三維激光切割技術 , 由於其本
身具有加工靈活和保證質量的特性 , 在 80 年代就
開始在汽車車身製造中應用。切割時只需用平直的
支撐塊來支撐工件 , 因此夾具的製作不僅成本低而
且快速。由於與 CAD/ CAM 技術相結合 ,切割過程
易於控制 , 可實現連續生產和並行加工 , 從而實現
高效率的切割生產。
切割板材所使用的激光器主要有兩大類 , 即
CO2 激光器和 Nd : YA G激光器 ,功率為 100～1 500
W , 因為功率小於 1 500W 的激光器其振動模式為
單模 , 切縫寬度為 0. 1～0. 2mm , 切割面也很整潔 ,
而輸出功率大於 1 500W 時激光器的振動模式為多
模 , 割縫寬度近 1mm , 切割面質量較差。因 Nd :
YA G的激光可通過光導纖維輸送 , 比較靈活方便 ,
適用於機器人手執激光噴嘴配程序控制進行精確
操作 , 因此在三維切割時大多採用。影響激光切割
工件質量的主要因素有切割速度、焦點位置、輔助
氣體壓力、 激光輸出功率及模式。
美國福特和通用汽車公司以及日本的豐田、日
產等汽車公司 , 在汽車生產線上普遍採用激光切割
技術 , 它不必採用各種規格的金屬模具 , 除了快速
方便地切割各種不同形狀的坯料外 , 還用來大量切
割加工因規格不同需要更改的零件安裝孔位置 , 如
汽車標志燈、 車架、 車身兩側裝飾線等。通用汽車公
司生產的卡車僅車門就有直徑為 <2. 8～<39mm 的
20種孔 , 公司採用 Rofin- Sinar 的 500W 激光器通
過光纖連接到裝在機械手的焊頭上 , 用以切割這些
孔 ,1min 就完成一扇門開孔的加工 ,孔邊緣光滑 ,背
面平整 。<2. 8mm 孔的公差為 0. 03～0. 08mm ,
<12mm 孔的公差為 - 0. 25mm～ + 0. 03mm。該公
司生產的卡車和客車有 89 種孔徑和孔位配置不同
的底盤 ,經過優化設計 ,現在只需要沖壓 5種不同的
底盤 ,然後再由激光切割出配置不同的孔 ,簡化了工
藝 ,提高了效率 ,降低了成本。
我國自然科學基金委在 1997 年把大功率 CO2
及 YA G激光三維焊接和切割理論與技術作為重點
項目進行資助 , 國家產學研激光技術中心的課題組
成員對此進行了系統的研究 , 為在我國汽車車身制
造業中應用三維激光立體加工技術做出了很大貢
獻。該中心為一汽轎車公司、寶山鋼鐵公司等國有
大型企業的技術改造開展了重大工程項目攻關 , 其
中開發紅旗加長型轎車覆蓋件的三維激光製造工藝
技術 , 在我國轎車生產中是首次採用。在汽車用薄
厚鋼板激光大拼板拼接工藝試驗研究中首次採用了
激光切割替代精裁工藝技術 , 取得了較好的技術經
濟效果。三維激光切割在車身裝配後的加工也十分
有用 ,例如開行李架固定孔、 頂蓋滑軌孔、 天線安裝
孔、修改車輪擋泥板形狀等。在新車試制中用於切
割輪廓和修正 ,既縮短了試制周期又節省了模具 ,充
分體現出採用激光切割加工的優點。
4. 2 激光打標替代沖模打標
企業在其生產的零部件上常常需要打上企業自
己的標志或特定的符號與數字 , 以往的方法是使用
沖模打標或用鑄模成型 , 打標質量不高。採用數控
激光機打標不僅速度快 , 而且克服了沖模打標中常
見的毛邊、尖銳的邊緣和畸變。由於採用計算機控
制 , 因此可以打出任意復雜的圖案 , 省去了模具設
計、 製造及調試等環節 ,大大縮短了產品的開發製造
周期 , 同時也降低了成本。因激光打標機所需功率
小 ,成本低 ,打出的標記美觀、 漂亮 ,現已為大多數企
業所採用。
4. 3 激光成形替代彎曲模成形
金屬板料的激光成形技術是一種利用聚焦光束
以一定的速度掃描金屬板料表面 (掃描速度應足夠
快以防止表面熔化) ,使熱作用區內的材料產生明顯
的溫度梯度 ,導致非均勻分布的熱應力 ,從而使板料
塑性變形的方法。與常規成形方法相比 , 激光成形《模具工業》2001. No . 4 總 242 43
具有許多優點: ① 屬於無模成形 ,生產周期短 ,柔性
大 , 可不受加工環境限制 , 通過優化激光加工工藝
參數 , 精確控制熱作用區域以及熱應力的分布 , 將
板料無模成形; ② 因其是一種僅靠熱應力而不用模
具使板料變形的塑性加工方法 , 因此屬無外力成
形; ③ 為非接觸式成形 ,所以不存在模具製作、 磨損
和潤滑等問題 ,也不存在貼模、 回彈現象 ,成形精度
高; ④ 可使板料通過復合成形得到形狀復雜的異形
件(如球形件、 錐形件和拋物形件等) 。
激光成形機理的實質就是彎曲機理。當激光加
熱板料時 , 一方面在激光作用區及其周圍產生熱應
力 , 同時降低了被加熱區域板料的屈服極根 , 從而
使熱應力作用區的熱態材料產生非均勻的塑性變
形 ,實現板料的彎曲成形。試驗表明 ,激光每掃描一
道次 ,金屬板料可彎曲 1° ～5° ,不同的掃描軌跡和工
藝參數組合能夠產生不同的成形效果和不同程度
的變形量 , 即可得到各種復雜形狀的工件。圖 2表
示在工藝參數為激光速功率 1. 5kW , 激光束直徑
5. 4mm , 材料 SUS304 , 厚 1mm , 碳塗覆面的條件
下 ,激光掃面速度與材料彎曲角之間的變化關系。
圖 2 激光掃描速度對彎曲角的影響
現在世界上許多國家都投入較大的人力、物力
對激光成形技術進行專項研究 , 在某些領域現已開
始了初步的工業應用。波蘭基礎技術研究所的
HFrackiewicz 教授利用激光成形先後製造出了筒
形件、 球形件、 波紋管和金屬管的擴口縮口、 彎曲成
形等;德國學者 MGeiger 等將激光成形與其他加工
工序復合運用於汽車製造業 , 進行了汽車覆蓋件的
柔性校平和其他成形件的成形 , 而且對彎曲成形過
程進行計算機閉環控制 , 提高了成形精度。德國
Trumpf 公司於 1997 年開發了商品化激光成形多
用機床 Trumat ic L 3030。 相信隨著研究的不斷深入
以及其他相關技術的發展 , 激光成形技術將逐趨成
熟 ,進入實用化階段。
5 結束語
激光加工技術作為一種先進的加工工藝 , 在國
外各行業已得到了廣泛的應用 ,我國機械行業在 「九
五」期間也將其作為十大技術之一。國家自然科學
基金委也把激光加工工藝和激光加工設備的研究作
為重點研究項目進行資助 , 並明確指出其主要應用
領域應該在汽車製造業。模具作為一種工具 , 其生
產周期、質量和成本直接影響產品的製造過程和銷
售。而激光作為一種萬能加工工具 , 在減少模具制
造裝備 ,縮短模具製造周期 ,降低製造成本和保證模
具質量等方面具有很大的優勢。如何在實際生產中
應用激光加工技術來優化模具製造工藝 , 對傳統的
模具製造工藝進行改進和組合 , 需要我們做出不斷
的努力。
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