Алюминий Тепловое расширение луча: его влияние на точность станка для лазерной резки и меры по его повышению

Часть 01. Проблема расширения луча Алюминий в лазерных резаках

Станки для лазерной резки часто сочетают в себе стальные станины и алюминиевые балки.Сталь обеспечивает стабильность, а легкость алюминия способствует работе на высоких скоростях.Несмотря на преимущества, эта смесь может снизить точность машины из-за различной степени расширения при изменении температуры.

1.1 Синхронизация балки и рельсов

Балки Алюминий перемещают режущую головку машины и крепятся к стальным направляющим и стойкам.Эти металлы расширяются по-разному при изменении температуры.В Китае, где колебания температуры днем ​​и ночью составляют 10°C, двухметровый луч может увидеть разницу в 0,2 мм.Со временем это может ослабить болты, сместить направляющие и повлиять на точность работы машины.

1.2 Поддержание выравнивания балки и станины

Балка также должна оставаться на одной линии со стальной станиной для точного перемещения по оси Y.При значительных температурных изменениях металлы могут по-разному расширяться или сжиматься.Это может привести к ослаблению болтов и неправильному расположению компонентов, что повлияет на центровку приводных двигателей и сократит срок службы шестерни.

В заключение, постоянные перепады температуры могут ослабить болты и сместить стально-алюминиевые детали.Это влияет на точность и безопасность станка.Хотя преимущества алюминия очевидны, его более высокая скорость расширения по сравнению со сталью может создать проблемы с эксплуатационной точностью.

Проблемы возникают со временем Обычно влияние теплового расширения на точность проявляется медленно.Но если машина переезжает в другой климат, изменение может быть внезапным и значительным.При использовании более длинных лучей влияние на точность становится еще более заметным.

Используя преимущества алюминия для высокоскоростной резки, важно учитывать его свойства расширения.Раньше, когда лазерные резаки были новинкой, точность не вызывала беспокойства.Однако по мере роста спроса на точность необходимость решения проблемы расширения производства алюминия становится все более актуальной.Некоторые производители перешли на стальные балки, чтобы избежать этих проблем, жертвуя преимуществами алюминия.Чтобы поддерживать точность, крайне важно найти решения для управления тепловым расширением алюминия.

Часть 02 Стратегии улучшения

Инженеры-механики осознают проблемы совместного использования материалов с разной степенью теплового расширения.Чтобы преодолеть эту проблему в лазерных станках, мы разработали стратегии, когда эти материалы должны сосуществовать.Одним из распространенных подходов является «метод компенсации», но он не работает для обсуждаемых нами алюминиевых балок.

Я убежден, что существует решение, позволяющее предотвратить влияние расширения алюминиевой балки на точность станка.Черпая вдохновение из тактики изоляции, использовавшейся во время пандемии COVID-19, мы можем применить аналогичный подход к нашим машинам.Поскольку мы не можем изменить присущие алюминию свойства, мы разработали конструкцию, позволяющую изолировать расширение балки от критических частей оборудования, тем самым сохраняя точность работы.Мы называем это «методом изоляции».

2.1 Применение структуры изоляции

2.1.1 Для балок, рельсов и стоек: Мы изменили традиционный способ крепления реек и стоек к алюминиевой балке.Теперь сначала создаем на балке установочные пазы, вставляем предварительно обработанные стальные полосы и закрепляем их болтами.Затем на эти полосы монтируются рельсы и стойки для обеспечения точности.

2.1.2 Выравнивание балки и станины: Вместо использования оригинальных соединительных пластин балки мы перешли на отдельные стальные пластины, предназначенные для этой цели.Эти новые пластины прикреплены к конструкции машины и отрегулированы для обеспечения точности во время сборки.

2.2 Как работает изоляционная конструкция

2.2.1 Когда материалы с разной степенью расширения сжимаются вместе, они могут смещаться друг относительно друга при изменении температуры.Это движение может повлиять на точность машины.

2.2.2 При наличии нашей изоляционной конструкции любое тепловое расширение поглощается на добавленном интерфейсе (см. схему).Сталь и алюминий образуют два различных интерфейса.Стальной интерфейс практически не перемещается при изменении температуры благодаря равномерной скорости расширения.Однако алюминиевый интерфейс перемещается, но наша конструкция гарантирует, что это движение не повлияет на точность машины.

2.3 Преимущества изоляции

2.3.1 Для соединения балки с рельсами и стойками: добавленная стальная полоса в изолирующей конструкции предотвращает любое движение, вызванное температурой, сохраняя устойчивость рельсов и стоек.

2.3.2 Для соединения балки со станиной: модифицированная стальная опорная пластина заменяет старую алюминиевую пластину.Он действует так же, но также изолирует луч.Таким образом, при изменении температуры пластина не меняет положение, гарантируя, что приводной двигатель и шестерни остаются точно совмещенными.

Сосредоточив внимание на этих решениях, мы можем продолжать пользоваться преимуществами алюминиевых балок без ущерба для точности наших станков для лазерной резки.

Часть 03. Заключение

Сплавы Алюминий заметно расширяются и сжимаются при изменении температуры.Со временем это может повлиять на точность лазерного резака.Изолирующая структура не меняет реакции алюминия на тепло, но защищает критически важные части машины от этих воздействий, сохраняя точность.

Это решение простое и практичное.Наш технический обзор подтверждает его обоснованность и осуществимость.Однако его реальная производительность должна быть проверена в реальных производственных условиях.Если он будет работать хорошо и улучшаться по мере использования, он станет ценным инструментом для обеспечения точности лазерных резаков.Это гарантирует, что преимущества алюминиевых балок будут продолжать использоваться в технологии лазерной резки.