Анализ технического задания

Проанализировав техническое задание, физические, механические и технологические свойства сплава ВТ22, рассчитав массу заготовки можно сделать следующие выводы:

1. Производство массовое, поэтому необходимо стремиться к тому чтобы основное время было меньше или сопоставимо с подготовительным временем, что достигается применением средств механизации и автоматизации.

2. Обработку будем производить лазерной установкой

3. Учитывая время на базирование и установку, необходимо автоматизировать процесс

4. Так как осуществляется полная автоматизация процесса, необходимо разработать алгоритм функционирования комплекса с целью дальнейшего полного программного обеспечения.

Расчет режимов обработки и выбор основного и вспомогательного технологического оборудования для ЛТО.

Расчет режимов обработки

В данном расчете проводится сравнение технологических показателей:

Мощность источника излучения, скорость обработки, время обработки, диаметр пятна. Для того чтобы пролегировать материал на глубину 0,2 мм вполне достаточно плотности мощности q=5*10⁸ Вт/м².

L_t= (4at)^0,5,где a=22,7*10^-6 м²/с

Определим время воздействия:

T_возд=(0,2*10^-3)²/4*22,7*10^-6=0,4 мс

L_t=(4*7,9*10^-6*2,5*10^-3)^0,5=2,3*10^-4м

Определим диаметр пятна:

R_п=5L_t=1 мм; d=2 мм

Находим мощность:

P=q*S_n=5*10⁸*3,14*1*10^-6=15,7*10²=1570 Вт

Рассчитаем энергию:

W=P*t=1570*0,4*10^-3= 0.628 Дж

Находим скорость обработки:

V_обр=f*d*0,6=20*2*10^-3*0,6=0,024 м/с

Расчет штучного времени

1)T_шт=T_осн+T_всп

S_{обр пов} =П(R+r)l =3,14*(22,5+15)*43,65=5139,68 мм²

S_пятна= ПR²=3,14*1=3,14 мм²

2) N_имп= 5139,68/3,14*0,6=1640,где 0,6 коэффициент перекрытия

T_осн=1640/20 = 82 с

Расчет вспомогательного времени:

T_всп=T_осн=82 с

T_шт=164 с

Выбор лазерного технологического комплекса.

Выбор основывается на выборе необходимых технологических

характеристик, таких как мощность лазерного излучения, диаметр пятна излучения, энергия в импульсе, частота следования импульса,

позволяющих произвести процесс ТО изделия.

Универсальные лазерные установки серии LRS предназначены для выполнения технологических операций лазерной сварки, наплавки, поверхностного термоупрочнения. Отличительной особенностью лазерной обработки является высокая скорость нагрева металла в сочетании с локальностью воздействия лазерного луча. Благодаря этому сварка происходит с нагревом деталей только в зоне воздействия лазера, исключая таким образом возможность термических искажений геометрии свариваемых изделий.

Широкий диапазон изменения выходных параметров излучения лазера создает возможности использования установок для работы с изделиями, изготовленными как из конструкционных сталей, так и из цветных металлов и сплавов с максимальными размерами 300х200х100 мм и весом до 100 кг.

Установки серии LRS включают в себя лазерный излучатель с системой фокусировки и наблюдения, источник питания с блоком охлаждения лазера, ручной двухкоординатный стол и пульт управления. Возможность плавного вертикального перемещения излучателя лазера по высоте в сочетании с трехкоординатным перемещением обрабатываемых деталей расширяет инструментальную зону обработки, создает дополнительные удобства для работы оператора и обеспечивает оперативность технологической перенастройки машины для работы с новыми изделиями.

Наличие в составе установки оптической контрольно-фокусирующей системы со стереоскопическим микроскопом позволяет производить точное совмещение места сварки с центром лазерного луча и контролировать выполнение технологических операций. Система наблюдения, в соответствии с медицинскими требованиями, оснащена оптическим фильтром, отрезающим лазерное излучение и устройством защиты глаз оператора от вспышки в момент сварки, что обеспечивает полную безопасность работ.

Характеристики LRS

Таблица 4

Модель		LRS-100	LRS-150	LRS-200
Длина волны изучения, мкм		1,06
Режим работы		Импульсно - периодический
Энергия импульса излучения, Дж		до 40	до 60	до 80
Длительность импульса излучения, мс		0.2 - 20
Частота следования импульсов излучения, Гц		От 0.5 до 20
Средняя мощность излучения, Вт		до 100	до 150	до 200
Пиковая мощность излучения, кВт		4	6	8
Диаметр сфокусированного пучка, регулируемый, мм		От 0.3 до 2.0
Расходимость, м.рад		меньше 10
Диапазон перемещения стола:	Стола X-Y, мм Излучателя Z ₁,мм Детали Z ₂,мм	100х150 200 300
Размеры оперативной зоны, мм		10
Точность позиционирования, мкм		±20
Габариты, мм		450х850х1100