1 引言 在液體火箭發動機推力室成形以及產品連接、導管制造中，鈑金件起到了關鍵作用。航天產品鈑金件與普通鈑金件相比具有品種多、外形復雜、光潔度高、公差要求嚴等特點。而鈑金件成型之前．首先要解決的是鈑金件的外形展開加工。鈑金件外形展開加工通常采用以下方法：畫線銑削、線切割、等離子切割、氧乙炔火焰切割、模具沖壓、高壓水切割和CO2激光切割。種切割下料方法都有其優缺點。精度、速度和成本均不同。在工業生產中有一定的適用范圍。選用一種最便捷適應廣的加工方法是目前液體火箭發動機鈑金零件制造所面臨的任務。 2典型鈑金零件工藝方案的選擇 2．1鈑金件的結構特點 (1)名稱：導流板。 (2)結構特點：加工內型面為不規則曲線輪廓結構(如圖1)。 2．2技術要求 材料為1Cr18Ni9Ti鋼板，厚度δ2mm，內輪廓曲率不僅多變而且要做到光滑過度，且尺寸公差最嚴處為35[-0.3~-0.1] mm。 2．3工藝分析及工藝方案的選擇 根據上述零件的零件圖及結構特點．有以下幾種加工工藝方案可供選擇： (1)模具沖壓； (2)電火花線切割； (3)高壓水切割； (4)激光切割。 2．4針對下達導流板16件生產任務進行各種工藝的分析比較 2．4．1模具沖壓 因只加工16件。雖然模具能保證內輪廓精度要求，但是加工孔的陽模壽命短易折斷，模具本身成本高而且加工周期長，不經濟。 2．4．2電火花線切割 精度以及表面光滑過度均能保證。但是首先需要加工出穿絲孔．加工速度過于緩慢。不合理(注：線切割加工直線段與激光切割精度及粗糙度相當。但是如果加工自由曲線或不規則曲線則精度及粗糙度不如激光切割)。 2．4．3高壓水切割 密封件、切割頭等耗材壽命短，成本高。 2．4．4激光切割 因為其數控程序是由CAD圖形-幾何位圖-以非均勻有理B樣條曲線為基礎的PLC控制程序同步轉化的，不存在人為誤差，再加上精密機床保證，機械精度理論上誤差在±0．02mm，由于環境原因實際上誤差在±0．05mm左右。而且排料可以用軟件來排。排料隨心所欲，材料利用率通常≥80％．加工精度、切割面粗糙度、熱影響區范圍和加工速度均能滿足要求。(激光加工模擬如圖1所示)。2．5結論 在對加工速度、加工精度、生產率、生產成本的綜合考慮下，選擇激光切割加工鈑金零件能獲得滿意結果。 3激光切割的工藝過程及其參數分析 3．1激光設備 激光設備采用Trumpf公司激光沖裁復合加工中心。 3．2激光束參數 激光系統一般由激光器、激光傳輸系統、控制系統、運動系統、傳感與檢測系統組成，其核心為激光器。 激光器為CO2氣體脈沖式激光器。光束橫截面上光強分布接近高斯分布．具有極好的光束質量，主要性能指標如下： 激光波長：10．6μm 脈沖功率：2．4kW：脈沖寬度：約10ms 功率密度：10000000W／cm2 激光發散角：1mrad 激光功率穩定度：2％ 激光束焦點直徑：Φ0．15~Φ0．30 經實踐驗證，激光沖裁復合加工中心CO2激光切割加工δ0．5mm，δ6mm板材的工藝特點及相關參數是： (1)切口寬度窄(一般為0．15~0．30mm)、精度高(一般孔中心距誤差為0．01~0．05mm，輪廓尺寸誤差為0．05~0．2mm)、切口表面粗糙度好(一般Rz為1．6~6．4μm)，切縫一般不需要再加工即可焊接。由圖2可以看出切縫粗糙度與料厚成正比。(2)采用2kW激光功率，δ6mm厚不銹鋼的切割速度為1．2m／min：δ2mm厚不銹鋼的切割速度為3．6m／min，熱影響區微小，變形極? Ｒ隕嫌諾闋鬩災っ鰨篊O2激光切割成為發展迅速的一種先進加工方法。 由圖3可以看出材料的最大切割速度與料厚成反比。3．3工藝過程及工藝參數 3．3．1數控編制切割工藝 用Trumpf公司激光沖裁復合加工中心附帶的TOPS300工藝編程軟件進行數控編程，同時完成材料的下料尺寸計算、排樣、工藝參數設定。過程如下： (1)繪圖及圖形類型的轉換(要求零件外輪廓閉合)； (2)確定材料、尺寸和零件排樣； (3)使用激光切割：圓角工藝(獲得銳邊倒鈍)或回路工藝(獲得銳角)；自動載入氣體類型、切割速度，并設置退料； (4)加工順序優化，生成數控加工程序，傳輸程序； 3．3．2切割穿孔技術 對于δ0．5mm~δ6mm厚的板材．大多數熱切割技術都必須在板上穿一小孔。激光沖壓復合機上是用沖頭先沖出一孔。然后再用激光從小孔處開始切割。對于沒有沖壓裝置的激光切割機一般用脈沖穿孔的基本方法--脈沖穿孔：金屬對10．6um激光束的起始吸收率只有0．5％~10％。當功率密度超過106W／cm