2. Основные характеристики материала
Решение любой технологической задачи следует начитать с выбора методики расчета и анализ исходных данных.
Физическая модель процесса обработки КПЭ определяется целым рядом параметров:
Тип лазера:
-
Режимы:
ЭЛУ
Мощность (Вт)
200-250
Скорость перемещения (см/мин)
1-90
Диаметр пятна (см)
0,1-0,4
Скорость перемещения: (v)
-
min
1(см/мин)
0,00016 (м/с)
ср
45,5(см/мин)
0,0076 (м/с)
max
90(см/мин)
0,015 (м/с)
Радиус пятна: (rp)
-
min
0,1/2 см
0,0005 (м)
ср
0,25/2 см
0,00125 (м)
max
0,4/2 см
0,002 (м)
3.Технологические параметры лазера
Основные теплофизические свойства материала – сталь 45:
-
Свойства
Сталь 45
1.Плотность, кг/cм3
7870
2.Температура плавления, °С
1480
3.Уд. теплоемкость, °С Дж/кг*К
465
4.Теплопроводность Вт / м*К
48
5. Температура критических точек, °С (Ас1)
730
6. Температура критических точек, °С (Ас3)
755
Назначение – вал-шестерни, коленчатые и распределительные валы, шестерни, шпиндели, бандажи, цилиндры, кулачки и другие нормализованные, улучшаемые и подвергаемые поверхностнй термообработке детали, от которых требуется повышенная прочность.
4. Предварительный расчёт
№1
-
Р=2000 Вт
q=2.547*10^9 Вт/м2
rn (min)=0,0005 м
ht=0.018 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=1.449*10^-3 м/с
№2
-
Р=2000 Вт
q=4.074*108 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=0.029 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=9.162*10^-4 м/с
№3
-
Р=2000 Вт
q=1.592*108 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=0.036 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=7.243*10^-4 м/с
№4
-
Р=2000 Вт
q=4.074*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=0.029 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=9.162*10^-4 м/с
№5
-
Р=2000 Вт
q=4.074*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=4.154*10^-3 м
Vобр (ср)=0,0076 м/с
vt=6.315*10^-3 м/с
№6
-
Р=2000 Вт
q=4.074*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=2.957*10^-3 м
Vобр (max)=0,015 м/с
vt=8.871*10^-3 м/с
№7
-
Р=2000 Вт
q=1.592*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=0.036 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=7.243*10^-4 м/с
№8
-
Р=2000 Вт
q=1,592·108 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=5.255*10^-3 м
Vобр (ср)=0,0076 м/с
vt=4.992*10-3 м/с
№9
-
Р=2000 Вт
q=1.592*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=3.74*10^-3 м
Vобр (max)=0,015 м/с
vt=7.013*10^-3 м/с
№10
-
Р=2250 Вт
q=2.865*10^9 Вт/м2
rn (min)=0,0005 м
ht=0.018 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=1.449·10-3 м/с
№11
-
Р=2250 Вт
q=4.584*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=0.029 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=9.162*10^-4 м/с
№12
-
Р=2250 Вт
q=1.791*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=0.036 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=7.243*10^-4 м/с
№13
-
Р=2250 Вт
q=4.584*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=0.029 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=9.162*10^-4 м/с
№14
-
Р=2250 Вт
q=4.584*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=4.154*10^-3 м
Vобр (ср)=0,0076 м/с
vt=6.315*10^-3 м/с
№15
-
Р=2250 Вт
q=4.584*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=2.957*10^-3 м
Vобр (max)=0,015 м/с
vt=8.871*10^-3 м/с
№16
-
Р=2250 Вт
q=1.791*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=0.036 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=7.243*10^-4 м/с
№17
-
Р=2250 Вт
q= 1.791*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=5.255*10^-3 м
Vобр (ср)=0,0076 м/с
vt=4.992*10^-3 м/с
№18
-
Р=2250 Вт
q=1.791*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=3.74*10^-3 м
Vобр (max)=0,015 м/с
vt=7.013*10^-3 м/с
№19
-
Р=2500 Вт
q=3.183*10^9 Вт/м2
rn (min)=0,0005 м
ht=0.018 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=1.449*10^-3 м/с
№20
-
Р=2500 Вт
q=5.093*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=0.029 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=9.162*10^-4 м/с
№21
-
Р=2500 Вт
q=1.989*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=0.036 м
Vобр (min)=0,00016м/с
vt=7.243*10^-4 м/с
№22
-
Р=2500 Вт
q=5.093*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=0.029 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=9.162*10^-4 м/с
№23
-
Р=2500 Вт
q=5.093*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=4.154*10^-3 м
Vобр (ср)=0,0076 м/с
vt=6.315*10^-3 м/с
№24
-
Р=2500 Вт
q=5.093*10^8 Вт/м2
rn (ср)=0,00125 м
ht=2.957*10^-3 м
Vобр (max)=0,015 м/с
vt=8.871*10^-3 м/с
№25
-
Р=2500 Вт
q=1.989*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=0.036 м
Vобр (min)=0,00016 м/с
vt=7.243*10^-4 м/с
№26
-
Р=2500 Вт
q=1.989*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=5.255*10^-3 м
Vобр (ср)=0,0076 м/с
vt=4.992*10^-3 м/с
№27
-
Р=2500 Вт
q=1.989*10^8 Вт/м2
rn (max)=0,002 м
ht=3.74*10^-3 м
Vобр (max)=0,015 м/с
vt=7.013*10^-3 м/с
Вывод: предварительный расчёт показал, что степень плотности мощности лазерного воздействия составляет 109 , что соответствует требованиям процесса ЛТУ без оплавления.