❶ 寻求一份完整的激光切割机论文
计算机控制三D光电跟踪激光切割机设计摘要: 光电跟踪切割机由于具有性能稳定专、坚固耐用、效率高属、易操作、切割精确度高、生产成本低等特点而在各种精密机加工方面得到广泛应用。但是目前的光电切割机只能进行二维图纸扫描，按照图纸进行二维切割。如德国梅塞一格里斯海姆公司的KS26／3100直角坐标式光电跟踪切割机就只能进行二维切割。本文设计一种全新的三维光电跟踪切割机是利用摄像技术的一种全新理念的计算机控制三维动态的光电控制切割机。[著者文摘]关键词: 三维动态 光电跟踪 计算机控制 切割机
❷ 关于激光的论文
激光——人类创造的神奇之光
激光的最初中文名叫做“镭射”、“莱塞”，是它的英文名称LASER的音译，是取自英文Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation的各单词的头一个字母组成的缩写词。意思是“受激辐射的光放大”。激光的英文全名已完全表达了制造激光的主要过程。1964年按照我国著名科学家钱学森建议将“光受激发射”改称“激光”。
激光是20世纪以来，继原子能、计算机、半导体之后，人类的又一重大发明，被称为“最快的刀”、“最准的尺”、“最亮的光”和“奇异的激光”。它的原理早在 1916 年已被著名的物理学家爱因斯坦发现，但要直到 1958 年激光才被首次成功制造。激光是在有理论准备和生产实践 迫切需要的背景下应运而生的，它一问世，就获得了异乎寻常的飞快发展，激光的发展不仅使古老的光学科学和光学技术获得了新生，而且导致整个一门新兴产业的出现。激光可使人们有效地利用前所未有的先进方法和手段，去获得空前的效益和成果，从而促进了生产力的发展。
激光的产生原理：
受激辐射基于伟大的科学家爱因斯坦在1916年提出的一套全新的理论。这一理论是说在组成物质的原子中，有不同数量的粒子（电子）分布在不同的能级上，在高能级上的粒子受到某种光子的激发，会从高能级跳到（跃迁）到低能级上，这时将会辐射出与激发它的光相同性质的光，而且在某种状态下，能出现一个弱光激发出一个强光的现象。这就叫做“受激辐射的光放大”， 一段激活物质就是一个激光放大器。
激光的特点：
（一）定向发光
普通光源是向四面八方发光。要让发射的光朝一个方向传播，需要给光源装上一定的聚光装置，如汽车的车前灯和探照灯都是安装有聚光作用的反光镜，使辐射光汇集起来向一个方向射出。激光器发射的激光，天生就是朝一个方向射出，光束的发散度极小，大约只有0.001弧度，接近平行。1962年，人类第一次使用激光照射月球，地球离月球的距离约38万公里，但激光在月球表面的光斑不到两公里。若以聚光效果很好，看似平行的探照灯光柱射向月球，按照其光斑直径将覆盖整个月球。
（二）亮度极高
在激光发明前，人工光源中高压脉冲氙灯的亮度最高，与太阳的亮度不相上下，而红宝石激光器的激光亮度，能超过氙灯的几百亿倍。因为激光的亮度极高，所以能够照亮远距离的物体。红宝石激光器发射的光束在月球上产生的照度约为0.02勒克斯（光照度的单位），颜色鲜红，激光光斑明显可见。若用功率最强的探照灯照射月球，产生的照度只有约一万亿分之一勒克斯，人眼根本无法察觉。激光亮度极高的主要原因是定向发光。大量光子集中在一个极小的空间范围内射出，能量密度自然极高。
（三）颜色极纯
光的颜色由光的波长（或频率）决定。一定的波长对应一定的颜色。太阳光的波长分布范围约在0.76微米至0.4微米之间，对应的颜色从红色到紫色共7种颜色，所以太阳光谈不上单色性。发射单种颜色光的光源称为单色光源，它发射的光波波长单一。比如氪灯、氦灯、氖灯、氢灯等都是单色光源，只发射某一种颜色的光。单色光源的光波波长虽然单一，但仍有一定的分布范围。如氪灯只发射红光，单色性很好，被誉为单色性之冠，波长分布的范围仍有0.00001纳米，因此氪灯发出的红光，若仔细辨认仍包含有几十种红色。由此可见，光辐射的波长分布区间越窄，单色性越好。
激光器输出的光，波长分布范围非常窄，因此颜色极纯。以输出红光的氦氖激光器为例，其光的波长分布范围可以窄到2×10-9纳米，是氪灯发射的红光波长分布范围的万分之二。由此可见，激光器的单色性远远超过任何一种单色光源。
（四）能量密度极大
光子的能量是用E=hγ来计算的，其中h为普朗克常量，γ为频率。由此可知，频率越高，能量越高。激光频率范围3.846*10^(14)Hz到7.895*10^(14)Hz.
激光能量并不算很大，但是它的能量密度很大（因为它的作用范围很小，一般只有一个点），短时间里聚集起大量的能量，用做武器也就可以理解了。
目前激光技术及其应用研究内容包括：
⑴超快超强激光：超快超强激光主要以飞秒激光的研究与应用为主，作为一种独特的科学研究的工具和手段，飞秒激光的主要应用可以概括为三个方面，即飞秒激光在超快领域内的应用、在超强领域内的应用和在超微细加工中的应用。其中飞秒激光超微细加工是当今世界激光、光电子行业中的一个极为引人注目的前沿研究方向。
⑵新型激光器研究：激光测距仪是激光在军事上应用的起点，将其应用到火炮系统，大大提高了火炮射击精度。激光雷达相比于无线电雷达，由于激光发散角小，方向性好，因此其测量精度大幅度提高。由于同样的原因，激光雷达不存在"盲区"，因此尤其适宜于对导弹初始阶段的跟踪测量。但由于大气的影响，激光雷达并不适宜在大范围内搜索，还只能作为无线电雷达的有力补足。
⑶激光医疗：激光在医学上的应用分为两大类：激光诊断与激光治疗，前者是以激光作为信息载体，后者则以激光作为能量载体。多年来，激光技术已成为临床治疗的有效手段，也成为发展医学诊断的关键技术。它解决了医学中的许多难题，为医学的发展做出了贡献。现在，在基础研究、新技术开发以及新设备研制和生产等诸多方面都保持持续的、强劲的发展势头。
⑷激光化学：激光化学的应用非常广泛。制药工业是第一个得益的领域。应用激光化学技术，不仅能加速药物的合成，而又可把不需要的副产品剔在一旁，使得某些药物变得更安全可靠，价格也可降低一些。又如，利用激光控制半导体，就可改进新的光学开关，从而改进电脑和通信系统。激光化学虽然尚处于起步阶段，但其前景十分光明。
目前全球业界公认的发展最快的、应用日趋广泛的最重要的高新技术就是光电技术。而在光电技术中，其基础技术之一就是激光技术。21世纪的激光技术与产业的发展将支撑并推进高速、宽带、海量的光通信以及网络通信，并将引发一场照明技术革命，小巧、可靠、寿命长、节能半导体(LED)将主导市场。光电技术将继微电子技术之后再次推动人类科学技术的革命和进步，激光产品已成为现代武器的"眼睛"和"神经"。激光的研究必将对相关领域进步起到巨大推动作用。
说明论文的主题、范围和目的；说明本研究的起因、背景及相关领域简要历史回顾；预期结果或本研究意义；引言一般不分段，长短视论文内容而定，涉及基础研究的论文引言较长，临床病例分析宜短。国外大多论文引言较长，一般在千字左右，这可能与国外多数期刊严格限制论文字数有关。
例子：大强度运动对脑电活动影响的研究
何叙，律海涛
脑电图反映的是人脑皮层神经元的活动规律，可以反映中枢神经系统的机能状态，是检测脑功能的唯一可靠方法。
关于大强度长时间运动后脑电的变化情况，尚无详细报道，本文目的是利用脑电分析监护系统，了解大强度运动后脑电变化情况，掌握在大强度负荷后脑电各项指标的变化幅度以及改变特点，探讨活动的基本规律，为科学地安排体育教学与训练提供理论依据。
(3)激光加工论文的引言扩展阅读
1、突出重点。在回顾前人所作的研究工作时，不宜面面俱到，应找具有代表性的、与本研究关系最密切的资料来阐述，避免写成文献综述。
2、注意深度。在论述本人所作研究时，一些普及的、为公众所熟知的原理和知识，不必一一赘述。如教科书中早已有的公式，众所周知的基础理论等等。
3、审慎评价。在介绍自己的研究成果时，切忌拔高或降低。比如一些词汇：“ 国内首创”、“从未见报道”、“ 国际水平”、“国内领先”、“填补空白”等，都属拔高的评价。
而诸如“不足之处敬请原谅”、“限于时间和水平”、“请读者批评指正”等语言，则属大可不必客气的俗语，均应避免使用。只要如实报道自己的成果就行了，质量高低读者自会评价。
❹ 激光在机械技术中的应用（论文，3000字
妈呀，袭3000字~~~
给个网址，自己查去吧。。。
http://ke..com/view/303210.html?wtp=tt
❺ 论文的引言怎么写
根据学术堂的了解，论文引言的主要任务是向读者勾勒出全文的基本内容和轮廓。它可以包括以下五项内容中的全部或其中几项：
1、介绍某研究领域的背景、意义、发展状况、目前的水平等;
2、对相关领域的文献进行回顾和综述，包括前人的研究成果，已经解决的问题，并适当加以评价或比较；
3、指出前人尚未解决的问题，留下的技术空白，也可以提出新问题、解决这些新问题的新方法、新思路，从而引出自己研究课题的动机与意义；
4、说明自己研究课题的目的；
5、概括论文的主要内容，或勾勒其大体轮廓。
如何合理安排以上这些内容，将它们有条有理地给读者描绘清楚，并非容易之事。经验告诉我们，引言其实是全文最难写的—部分。这是因为作者对有关学科领域的熟悉程度，作者的知识是渊博、还是贫乏，研究的意义何在、价值如何等问题，都在引言的字里行间得以充分体现。
我们可以将引言的内容分为三到四个层次来安排。第一层由研究背景、意义、发展状况等内容组成，其中还包括某一研究领域的文献综述；第二层提出目前尚未解决的问题或急需解决的问题，从而引出自己的研究动机与意义；第三层说明自己研究的具体目的与内容；最后是引言的结尾，可以介绍一下论文的组成部分。
首先，可以写课题背景、理论意义、应用前景，但不应该过多，只要有一小段就可以了。
重点部分是对前人工作的介绍和评述，也就是对这一课题前人已经做了哪些重要的创新工作，是一个简略的研究史，比如何时由何人发起，国内外哪些学者分别作了哪些创新贡献。要对每一作者每一篇参考文献的科学或技术贡献进行评述和肯定。这里说主要的贡献，是指一些重要的学者也许发了很多文章、专利，但其主要贡献应该有几篇代表性的文献，而不是所有文献。有些学者论文不多，是否引用主要看其文献的创新性，如果没有创新性，就不必引用。如果创新明显，即使一篇文章也应该引用。在所有的参考文献中，应该突出近年来的文献，尤其近三年的参考文献，最好占一多半。如果一个课题近几年文献很少，可能是这个课题研究必要性不大，同行没兴趣，也有可能太难了，没有进展，或者你不掌握全面的文献。
在以上评述中，重点是向读者介绍前人或他人的学术或技术创新贡献，由此明确了哪些工作解决了，哪些工作还没解决，最后一段就是介绍本文工作的主要目的、主要内容和方法。也同时使人明确了本文工作的必要性、创新性。
这部分也是学生容易犯学术错误的部分。有些人写引言时，喜欢对别人的工作过进行不合理的否定，专讲人家的工作不足，这是不合适的，因为你的工作是基于别人的工作基础之上，别人的工作有不足是正常，否则你就没必要做这个工作了。还有人喜欢将别人的语言、段落、图表进行原封不动的引用，这是不合适的。阅读别人的文献，应该注意记下别人的工作要点，对他人工作进行总结、归纳、整理，形成自己的观点，用自己的语言重新表述。简单引用往往会形成抄袭或不正确引用的问题。
有些人写引言时，只写了某些工作发展多快、应用多么广泛、有什么问题，一句话内引用了多篇文献，这一般是不提倡的，因为读者根本弄不清楚其中每篇文章都写了什么，每个作者都有什么创新或贡献。另外，参考文献一定是作者读过的，不可以引用文献中的参考文献，因为你并不清楚那篇文献是怎样写的，别人错了你也就错了。
引言的长短也是要合适的，对于6000字以上常见的学术论文，引言在一页是合适的，再多一般没有必要。如果是4页以内短文，引言就要相应缩短，但一般也要半页。
❻ 数控技术毕业论文的引言
引言
数控（英文名字：Numerical Control 简称:NC）技术是指用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制的技术。数控一般是采用通用或专用计算机实现数字程序控制，因此数控也称为计算机数控 (Computerized Numerical Control )，简称CNC，国外一般都称为CNC，很少再用NC这个概念了。数控车床，车削中心，是一种高精度、高效率的自动化机床。配备多工位刀塔或动力刀塔，机床就具有广泛的加工工艺性能，可加工直线圆柱、斜线圆柱、圆弧和各种螺纹、槽、蜗杆等复杂的工件。具有直线插补、圆弧插补各种补偿功能，并在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。
数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代机械制造技术、微
电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术，是近年来应用领域中发展十分迅速的
一项综合性的高新技术。它是为适应高精度、高速度、复杂零件的加工而出现的，是实现
自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，是现代机床装备的灵魂和核
心，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。
数控技术是先进制造技术的基础，它是综合应用了计算机、自动控制、电气传动、自动检测、精密机械制造和管理信息等技术而发展起来的高新科技。作为数控加工的主体设备，数控机床是典型的机电一体化产品。数控机床代表一个民族制造工业现代化的水平，随着现代化科学技术的迅速发展，制造技术和自动化水平的高低已成为衡量一个国家或地区经济发展水平的重要标志。
数控机床程序编制过程主要包括：分析零件图纸、工艺处理、数学处理、编写零件程序、程序校验夹具的种类很多，按使用机床类型分类，可分为车床夹具、铣床夹具、钻床夹具、镗床夹具、加工中心夹具和其他夹具等。按驱动夹具工作的动力源分类，可分为手动夹具、气动夹具、液压夹具、电动夹具、磁力夹具和自夹紧夹具等。
数控车削加工是将编好的加工程序输入数控装置，数控装置再将输入的信息进行运算处理后转换成驱动伺服机构的指令信号，最后由伺服机构控制机床的各种动作，自动地加工出零件。由此可看出，用数控机床加工零件，程序编制是一项重要的工作，它对有效利用数控机床起主要作用。数控加工的程序编制也称数控编程，数控编程时，必须对零件进行分析，将加工零件的全部工艺过程、工艺参数等以规定的代码、程序格式写出。由此可以看出，数控编程是集工艺与程序中，且其实践性很强。本论文就某轴类零件的数控加工进行论述：从毛坯图、零件图开始，分析其加工工艺，确定加工路线，再到数控程序编制，期间对零件加工程序的解释可以更清晰的展示程序段的意义。
❼ 论文论文引言
1.1课题背景
1.1.1课题背景及来源
近年来，随着冶金、造纸、印染行业的迅速发展，对轧辊磨削技术的要求亦愈
来愈高，目前轧辊磨削直径可达2400nnIl，最大重量达150t，轧辊的几何精度均为
pm级。轧辊磨床属于大型精密加工机床，是金属板、带、箔材加工企业的关键设
备，对保证和提高产品表面质量起着重要的作用。高表面质量的铝合金板、带、箔
的生产，在很大程度上依赖于高表面磨削质量的轧辊，而轧辊的表面质量是由精密
轧辊磨床保证的。长期以来，各厂家均使用德国、英国生产的轧辊磨床。只是近几
年来，国内的险峰机床厂、星火机床厂等为数不多的厂家有轧辊磨床出品，与国外
先进的轧辊磨床相比，尚属于中、低档产品。由于国内轧辊磨床的市场需求旺盛，
致使国内各轧辊磨床生产厂家竟相加大轧辊磨床生产、研发的力度。
因此，各轧辊磨床制造厂家均相继对其产品进行系列更新:采用高新技术，如
静压导轨技术、动静压磨头技术、数字定位技术、补偿技术等;改善机床结构性能;
增加自动测量装置;开发高性能的轧辊磨削数控系统，以满足各种不同用户的需求。
1.在普通轧辊磨床方面，广泛采用高新技术:如静压导轨技术、动静压磨头
技术、机械结构中高磨削的实现等，改善机床结构性能;增加自动测量装置:由于
轧辊直径尺寸相对较大，一般都在小400mnI以上。用人工测量很难控制人为误差，
所以轧辊磨床上附加检测装置，借助精密测量元件，可实现1腼误差的精确测量
2、在数控轧辊磨床方面:由于轧辊一般长度在1.m5一sm之间，完全依靠机床
本身精度，很难保证形状误差不大于0.olnnll。并且由于加工对象的差别，轧辊的
形状各异，仅靠机械机构根本无法实现各种曲线形状轧辊的磨削。因此，数控技术
与传统工艺技术结合成为必然，这不仅能够缩短生产准备时间，提高磨削精度和效
率，完成辊面形状较为复杂的轧辊的加工，同时亦是实现轧辊磨削自动化的基础。
所以，数控化是当代轧辊磨削技术发展的主流。
根据市场需求和星火机床有限责任公司的要求，我们开发了基于PMAC的开
放式轧辊磨削数控系统。其目的就是跟踪国外轧辊磨削技术的发展，从国情出发，
深入探索数控精密轧辊磨床的国产化技术，充分利用计算机技术，使数控轧辊磨床
的数控系统向智能化、开放化方向上发展，从而为振兴我国的铝加工业出力。
1.1.2数控轧辊磨床的国内外发展状况
优质、高效、节能，一直是轧辊磨削技术追求的目标，也是轧辊磨床产品参与市
场竞争取得成败的关键。近年来，随着模块化设计技术、计算机辅助设计，以及柔性
制造技术等高科技在轧辊磨削领域中的应用和普及，促使其向高精度、高效率和高柔
性方向迅速发展。目前，国内外知名的辊磨床生产厂家的主要产品有有德国瓦德里希、
济根的WCS系列、日本东芝机械公司的KWA系列、意大利因塞公司的RHC系列，以及
国内险峰机床厂的MK84系列。
车L辊磨床技术的发展主要表现在以下几个方面:
1)、数控化
数控技术与传统加工工艺相结合，不仅能够缩短生产准备时间，提高磨削精度和
效率，完成棍面形状比较复杂的轧辊加工，同时也是实现轧辊磨削自动化的基础。80
年代以来，一些先进的轧辊磨床制造厂家，都相继在其产品中引进了数控技术，目前
均已实现数控化，且形成完整的系列。
目前，各种轧辊磨床数控系统的来源主要有以下几种:(1)、主机制造厂家自行
研制开发(东芝机械)。(2)、硬件外购，软件自行开发(险峰)。(3)、软硬件全部外
购(瓦德里希、济根)。
数控轴数有:
(1)、同时控制2轴，2轴联动K(WA系列)。
(2)、同时控制5轴，2轴联动(WSC系列、MK84系列)。
(3)、同时控制10轴，2轴联动(RCH系列)。
主要控制功能包括:
(1)、人机对话的轧辊形状输入功能。
(2)、砂轮瞬时位置和各种磨削数据的显示功能。
(3)、各种故障报警信息的显示功能(自诊断功能)。
(4)
种故障报警信息的显示功能(自诊断功能)。
(4)、轧辊在线测量的图形和数据显示功能。
兰州理工大学硕士毕业论文
(5)、磨削曲线和磨削程序的存储功能。
(6)、全闭环补偿磨削功能。
(7)、特殊形状轧辊的适应功能。
(8)、砂轮快速趋近功能。
(9)、砂轮恒线速控制功能。
(10)、人机对话编程和示教功能。
❽ 论文怎么写引言
根据网络文库上查阅到的，引言应含概的内容:
在写前言之前首先应明确几个基本问题：你想通过本文说明什么问题？有哪些新的发现，是否有学术价值？一般读者读了前言以后，可清楚地知道作者为什么选择该题目进行研究。为此，在写前言以前，要尽可能多地了解相关的内容，收集前人和别人已有工作的主要资料，说明本研究设想的合理性。一般来说，引言是介绍和论文题目相关的历史性资料。
引言作为论文的开头，以简短的篇幅介绍论文的写作背景和目的，缘起和提出研究要求的现实情况,以及相关领域内前人所做的工作和研究的概况及在学术上是否存在不同的学术观点，说明本研究与前工作的关系，目前的研究热点、存在的问题及作者的工作意义，引出本文的主题给读者以引导。如果研究的项目是别人从未开展过的，这时创新性是显而易见的，要说明研究的创新点。但大部分情况下，研究的项目是前人开展过的，这时一定要说明此研究与被研究的不同之处和本质上的区别，而不是单纯的重复前人的工作。 比较简短的论文，引言也可以相对比较简短。为了缩短篇幅，可以用一两句话简单介绍一下某研究领域的重要性、意义或需要解决的问题等，接着对文献进行回顾，然后介绍自己的研究动机、目的和主要内容。至于研究方法、研究结果及论文的组成部分则可以完全省略。
❾ 求“浅谈激光加工技术在模具制造中的应用”的毕业论文。。
《模具工业》2001. No . 4 总 242 40
激 光 加 工 技 术 在 模 具 制 造 中 的 应 用
江苏理工大学(江苏镇江 212013) 张 莹 周建忠 戴亚春
[摘要]随着激光加工技术的日趋成熟和工业用大功率激光设备价格的逐渐下降 ,给产品和
模具的制造工艺带来了新的变革 ,在模具制造、 模具表面强化与维修、 取代模具等 3个方面 ,就
激光优化模具制造工艺作了较为详细的分析和探讨。
关键词 模具 激光 工艺优化
[ 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
激烈的市场竞争使制造企业对快速响应市场
需求和一次制造成功等要求日益迫切。而在常规制
造系统中 , 产品生产所需大量模具的设计、制造和
装配调试不仅耗费大量资金 , 更严重的是延长了产
品生产的准备时间 , 从而延长了新产品开发周期 ,
形成制造过程中的瓶颈。因此 , 如何快速有效地制
造出高质量、低成本的模具及产品 , 就成为人们不
断探索的课题。随着激光加工技术的日趋成熟和工
业用大功率激光器设备价格的下降 , 给产品和模具
制造工艺带来了重大变革。本文在模具制造、模具
表面强化与维修、取代模具等 3个方面 , 就激光加
工在模具制造中的应用作一些探讨。
2 模具制造
2. 1 模具的激光叠加制造
1982年 ,日本东京大学的中川教授等人提出用
薄片叠加法制造拉伸模 , 1985年 , 美国加州某公司
推出了模具的激光叠加制造法 , 并获得专利 , 其工
艺流程见图 1 ,原理为将激光切割的多层薄板叠加 ,
并使其形状逐渐发生变化 , 最终获得所需的模具立
体几何形状。日本在冲模的激光叠加制造方面已达
到实用阶段 ,所制的凸、 凹模质量高 ,加工尺寸精度
— — —— — —— — —— — —— — —— — ——
收稿日期:2000年8月10日
已达 ±0. 01mm ,切割厚度为 12mm。 经激光切割后 ,
在切口表面形成深 0. 1～0. 2mm、 硬度为 800HV 的
硬化层 ,用来冲裁 1mm 厚的钢板 ,单凭自冷硬化层
就可冲压 10 000 件 , 如在激光切割后再经火焰淬
火 ,则可冲压 3～5万件。 由于各薄板间的连接简单 ,
故用叠加法制作冲模 ,成本可降低一半 ,生产周期大
大缩短。用来制造复合模、落料模和级进模等都取
得了显著的经济效益。
图 1 激光叠加模具制造工艺流程
由模具 CAD 和激光切割相结合构成一个完整
的模具 CAD/ CAM 系统 ,实现板料切割的 FMS ,适
用于多品种小批量生产。用激光切割的薄板来叠加
合成任意三维曲面的制造系统 , 不仅为在塑性加工
和模具领域中实行 FMS 提供了思路 , 而且对于内
部结构复杂的模具制造 ,如型孔、 中孔体及复杂的冷
却管道等 ,也是快速而经济的制造模具的有效方法 ,
并且能带动其他技术如固相扩散等的发展。
2. 2 快速模具制造
模具 CAD
三维设计
二维外形
NC 程序
激光
切割
去除
梯级
创层面
精加工
成形
模具
装
配
薄片
连结
精加工
NC 程序
模 具 制 造 技 术《模具工业》2001. No . 4 总 242 41
快速成型制造技术(RPM)是 80年代后期出现
的一项制造技术 , 目前 RPM 技术已发展了十几种
工艺方法。基于 RPM 技术快速制造模具的方法多
为间接制模法 , 即利用 RPM 原型间接地翻制模
具。
(1) 软质简易模具 (如汽车覆盖件模具) 的制
作。采用硅橡胶、低熔点合金等将原型准确复制成
模具 , 或对原型表面用金属喷涂法或物理蒸发沉积
法镀上一层熔点极低的合金来制作模具。这些简易
模具的寿命为 50～5 000件 ,由于其制造成本低 ,制
作周期短 , 特别适用于产品试制阶段的小批量生
产。
(2) 钢质模具制作。RPM 原型 — — — 三维砂轮
— — — 整体石墨电极 — — — 钢模 ,一个中等大小、 较为复
杂的电极一般 4～8h 即可完成。 美国福特汽车公司
用此技术制造汽车覆盖件模具取得了满意的效果 ,
与传统机械加工制作模具相比 , 快速模具制造省去
了耗时、 昂贵的 CNC加工 ,加工成本及周期大大降
低 ,具有广阔的应用前景。
3 模具表面强化与修复
为提高模具的使用寿命 , 常常需对模具表面进
行强化处理。常用的模具表面强化处理工艺有化学
处理 (如渗碳、 碳氮共渗等) 、 表层复合处理 (如堆
焊、 热喷涂、 电火花表面强化、 PVD 和 CVD 等) 以
及表面加工强化处理(如喷丸等) 。这些方法大多工
艺较为复杂 , 处理周期较长 , 且处理后存在较大的
变形。采用激光技术来强化和修复模具 , 具有柔性
大 , 表面硬度高 , 工艺周期短 , 工作环境洁净等优
点 ,因此具有很强的生命力。
3. 1 激光相变硬化
激光相变硬化 (激光淬火) 是利用激光辐照到
金属表面 , 使其表面以很高的升温速度达到相变温
度 (但低于熔化温度) 而形成奥氏体 ,当激光束离开
后 , 利用金属表面本身热传导而发生自淬火 , 使金
属表面发生马氏体转变 , 形成硬度高、抗磨损的表
层 , 从而使金属表面得到强化。所用设备为三轴联
动的数控激光加工机。
影响激光强化的主要因素有激光功率、光斑尺
寸和扫描速度。在强化过程中要对这些参数进行优
化 , 并对具体材料选择合适的激光处理参数。对于
CrWMn、 Cr12MoV、 Cr12、 T10A 及 Cr-Mo 铸铁等
的常用模具材料 , 在激光处理后 , 其组织性能较常
规热处理普遍改善。 例如 ,CrWMn 钢在常规加热时
易在奥氏体晶界上形成网状的二次碳化物 , 显著增
加工件脆性 ,降低冲击韧性 ,使用在模具刃口或关键
部位寿命较低。采用激光淬火后可获得细马氏体和
弥散分布的碳化物颗粒 ,清除网状 ,并获得最大硬化
层深度以及最大硬度 1 017. 2HV。Cr12MoV 钢激
光淬火后的硬度、抗塑性变形和抗粘磨损能力均较
常规热处理有所提高。对 T8A 钢制造的凸模和
Cr12Mo 钢制造的凹模 ,激光硬化深 0. 12mm ,硬度
1 200HV , 寿命提高 4～6倍 , 既由冲压 2万件提高
到 10～14万件。 对于 T10钢 ,激光淬火后可获得硬
度 1 024HV、 深 0. 55mm 的硬化层;对于 Cr12 ,激光
淬火后可获得硬度 1 000HV、 深 0. 4mm 的硬化层 ,
使用寿命均得到了较大的提高。
3. 2 激光涂覆
激光涂覆是用激光在基体表面覆盖一层薄的具
有一定性能的涂覆材料 , 这类材料可以是金属或合
金 ,也可以是非金属 ,还可以是化合物及其混合物。
在涂覆过程中 , 涂覆层在激光作用下与基体表面通
过熔合迅速结合在一起。它与激光合金化的主要区
别在于经激光作用后涂层的化学成分基本上不变
化 , 基体的成分基本上不进入涂层内。激光涂覆工
艺实用的材料范围很广 , 正在研究的母体材料有低
碳钢、 合金钢、 铸铁、 镍铬钛耐热合金等 ,研究的添加
材料有钴基合金、 铁基合金和镍基合金等。
采用激光技术在有送粉器的 2kW CO2 激光器
上 , 对 4Cr5MoV1Si 钢基体表面涂覆一层由镍基高
温合金和 WC + W2C 粒子组成的高温耐磨合金粉
末 ,在激光功率 P = 1 500W ,送粉量为 10g/ min ,工
件移动速度为 2～3mm/ s 条件下 ,获得多道搭接的
大面积高温耐磨合金。 在试验温度为 600℃ 时 ,硬度
为 550～580HV0 .2 ; 在温度为 950℃时 , 硬度为
100～200HV0 .2。 可见在 1 000℃ 左右高温下 ,涂覆层
仍有很高的强硬性 , 是较理想的高温模具耐磨合
金。另外 , 采用激光涂覆方法来修复已磨损的冲模
及拉伸模等 ,可大大延长模具的使用寿命 ,降低模具
的使用成本。
3. 3 激光堆焊
对于一些汽车覆盖件冲裁修边模具 , 为提高使
用寿命 ,节省优质模具材料 ,刃口往往采用在较差的
基体材料上堆焊一层性能优异的合金。 过去 ,堆焊大
多采用人工氧 — 乙炔火焰堆焊法 ,这种方法虽然设备《模具工业》2001. No . 4 总 242 42
费用低 ,但功率密度不高(10
2
～10
3
W/ cm 2
) ,且难以
进行精确控制 , 因而堆焊质量和生产率都较低。70
年代以来 , 开发成功了等离子粉末堆焊技术 , 由于
其具有较高的功率密度且控制性能也较好 , 因而得
到了广泛的应用。但等离子堆焊存在着电极寿命
短、 堆焊层母材稀释率较高等问题。80年代以来出
现的激光堆焊法与使用同一材料的氧 —乙炔火焰
堆焊法相比 ,激光堆焊层组织细微、 致密 ,不良品率
仅为前者的 1/ 10。激光堆焊的速度快 ,生产率比氧
— 乙炔火焰堆焊高 1. 75倍 , 而堆焊的材料使用量
仅为其 1/ 2。而且激光堆焊层的室温硬度比氧 — 乙
炔火焰堆焊的高 50HV 左右。 激光堆焊质量与激光
的光束模式、 功率及堆焊速度等因素有关。
4 激光加工替代模具冲压加工
4. 1 激光切割替代薄板件的冲裁模
激光切割替代钣金件及汽车车身制造中的冲
裁修边模大有可为。三维激光切割技术 , 由于其本
身具有加工灵活和保证质量的特性 , 在 80 年代就
开始在汽车车身制造中应用。切割时只需用平直的
支撑块来支撑工件 , 因此夹具的制作不仅成本低而
且快速。由于与 CAD/ CAM 技术相结合 ,切割过程
易于控制 , 可实现连续生产和并行加工 , 从而实现
高效率的切割生产。
切割板材所使用的激光器主要有两大类 , 即
CO2 激光器和 Nd : YA G激光器 ,功率为 100～1 500
W , 因为功率小于 1 500W 的激光器其振动模式为
单模 , 切缝宽度为 0. 1～0. 2mm , 切割面也很整洁 ,
而输出功率大于 1 500W 时激光器的振动模式为多
模 , 割缝宽度近 1mm , 切割面质量较差。因 Nd :
YA G的激光可通过光导纤维输送 , 比较灵活方便 ,
适用于机器人手执激光喷嘴配程序控制进行精确
操作 , 因此在三维切割时大多采用。影响激光切割
工件质量的主要因素有切割速度、焦点位置、辅助
气体压力、 激光输出功率及模式。
美国福特和通用汽车公司以及日本的丰田、日
产等汽车公司 , 在汽车生产线上普遍采用激光切割
技术 , 它不必采用各种规格的金属模具 , 除了快速
方便地切割各种不同形状的坯料外 , 还用来大量切
割加工因规格不同需要更改的零件安装孔位置 , 如
汽车标志灯、 车架、 车身两侧装饰线等。通用汽车公
司生产的卡车仅车门就有直径为 <2. 8～<39mm 的
20种孔 , 公司采用 Rofin- Sinar 的 500W 激光器通
过光纤连接到装在机械手的焊头上 , 用以切割这些
孔 ,1min 就完成一扇门开孔的加工 ,孔边缘光滑 ,背
面平整 。<2. 8mm 孔的公差为 0. 03～0. 08mm ,
<12mm 孔的公差为 - 0. 25mm～ + 0. 03mm。该公
司生产的卡车和客车有 89 种孔径和孔位配置不同
的底盘 ,经过优化设计 ,现在只需要冲压 5种不同的
底盘 ,然后再由激光切割出配置不同的孔 ,简化了工
艺 ,提高了效率 ,降低了成本。
我国自然科学基金委在 1997 年把大功率 CO2
及 YA G激光三维焊接和切割理论与技术作为重点
项目进行资助 , 国家产学研激光技术中心的课题组
成员对此进行了系统的研究 , 为在我国汽车车身制
造业中应用三维激光立体加工技术做出了很大贡
献。该中心为一汽轿车公司、宝山钢铁公司等国有
大型企业的技术改造开展了重大工程项目攻关 , 其
中开发红旗加长型轿车覆盖件的三维激光制造工艺
技术 , 在我国轿车生产中是首次采用。在汽车用薄
厚钢板激光大拼板拼接工艺试验研究中首次采用了
激光切割替代精裁工艺技术 , 取得了较好的技术经
济效果。三维激光切割在车身装配后的加工也十分
有用 ,例如开行李架固定孔、 顶盖滑轨孔、 天线安装
孔、修改车轮挡泥板形状等。在新车试制中用于切
割轮廓和修正 ,既缩短了试制周期又节省了模具 ,充
分体现出采用激光切割加工的优点。
4. 2 激光打标替代冲模打标
企业在其生产的零部件上常常需要打上企业自
己的标志或特定的符号与数字 , 以往的方法是使用
冲模打标或用铸模成型 , 打标质量不高。采用数控
激光机打标不仅速度快 , 而且克服了冲模打标中常
见的毛边、尖锐的边缘和畸变。由于采用计算机控
制 , 因此可以打出任意复杂的图案 , 省去了模具设
计、 制造及调试等环节 ,大大缩短了产品的开发制造
周期 , 同时也降低了成本。因激光打标机所需功率
小 ,成本低 ,打出的标记美观、 漂亮 ,现已为大多数企
业所采用。
4. 3 激光成形替代弯曲模成形
金属板料的激光成形技术是一种利用聚焦光束
以一定的速度扫描金属板料表面 (扫描速度应足够
快以防止表面熔化) ,使热作用区内的材料产生明显
的温度梯度 ,导致非均匀分布的热应力 ,从而使板料
塑性变形的方法。与常规成形方法相比 , 激光成形《模具工业》2001. No . 4 总 242 43
具有许多优点: ① 属于无模成形 ,生产周期短 ,柔性
大 , 可不受加工环境限制 , 通过优化激光加工工艺
参数 , 精确控制热作用区域以及热应力的分布 , 将
板料无模成形; ② 因其是一种仅靠热应力而不用模
具使板料变形的塑性加工方法 , 因此属无外力成
形; ③ 为非接触式成形 ,所以不存在模具制作、 磨损
和润滑等问题 ,也不存在贴模、 回弹现象 ,成形精度
高; ④ 可使板料通过复合成形得到形状复杂的异形
件(如球形件、 锥形件和抛物形件等) 。
激光成形机理的实质就是弯曲机理。当激光加
热板料时 , 一方面在激光作用区及其周围产生热应
力 , 同时降低了被加热区域板料的屈服极根 , 从而
使热应力作用区的热态材料产生非均匀的塑性变
形 ,实现板料的弯曲成形。试验表明 ,激光每扫描一
道次 ,金属板料可弯曲 1° ～5° ,不同的扫描轨迹和工
艺参数组合能够产生不同的成形效果和不同程度
的变形量 , 即可得到各种复杂形状的工件。图 2表
示在工艺参数为激光速功率 1. 5kW , 激光束直径
5. 4mm , 材料 SUS304 , 厚 1mm , 碳涂覆面的条件
下 ,激光扫面速度与材料弯曲角之间的变化关系。
图 2 激光扫描速度对弯曲角的影响
现在世界上许多国家都投入较大的人力、物力
对激光成形技术进行专项研究 , 在某些领域现已开
始了初步的工业应用。波兰基础技术研究所的
HFrackiewicz 教授利用激光成形先后制造出了筒
形件、 球形件、 波纹管和金属管的扩口缩口、 弯曲成
形等;德国学者 MGeiger 等将激光成形与其他加工
工序复合运用于汽车制造业 , 进行了汽车覆盖件的
柔性校平和其他成形件的成形 , 而且对弯曲成形过
程进行计算机闭环控制 , 提高了成形精度。德国
Trumpf 公司于 1997 年开发了商品化激光成形多
用机床 Trumat ic L 3030。 相信随着研究的不断深入
以及其他相关技术的发展 , 激光成形技术将逐趋成
熟 ,进入实用化阶段。
5 结束语
激光加工技术作为一种先进的加工工艺 , 在国
外各行业已得到了广泛的应用 ,我国机械行业在 “九
五”期间也将其作为十大技术之一。国家自然科学
基金委也把激光加工工艺和激光加工设备的研究作
为重点研究项目进行资助 , 并明确指出其主要应用
领域应该在汽车制造业。模具作为一种工具 , 其生
产周期、质量和成本直接影响产品的制造过程和销
售。而激光作为一种万能加工工具 , 在减少模具制
造装备 ,缩短模具制造周期 ,降低制造成本和保证模
具质量等方面具有很大的优势。如何在实际生产中
应用激光加工技术来优化模具制造工艺 , 对传统的
模具制造工艺进行改进和组合 , 需要我们做出不断
的努力。
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