随着激光切割技术水平迅速的提高与发展,激光切割机进行加工的型材种类逐渐趋于定型化,当前已有板料切割机、管料切割机、异型材料切割机和切割机械手等类型。对于中小型企业,经常加工小批量或异形件,购进多种机型,不仅增加了资金投入和场地占用,提高生产成本,同时造成设备闲置,造成不必要的浪费。为解决中小型企业设备综合利用问题,研究设计管件类零件激光加工辅助装置,提高激光切割机应用范围,完成一机多用的使用目标,对促进中小企业发展以及激光加工技术的普及具有较高的价值。国产GF-3015型激光切割机主要加工板材类零件,在不改变基本结构的情况下,增加管类零件加工功能,主要研究内容如下:(1)根据国产GF-3015激光切割机的切割能力和机床的空间,研究设计管类零件加工的辅助装置,其主要技术参数为:切割直径Φ20~Φ100mm,切割长度1000mm,切割厚度则根据不同材质确定,如切割不锈钢厚度小于3mm,切割碳钢厚度小于6mm。满足管类零件外圆切割和表面各类图形加工。(2)设计了管类零件加工的运动方案,采用双辊支撑机构和滚珠丝杠运动机构,解决了不同尺寸的管类零件旋转和精确定位的问题。应用Inventor三维软件构建辅助装置的运动模型,排除加工过程中运动干涉的问题。运用Inventor内置的Ansys有限元分析模块,进行静力学分析。计算了所需功率,选用步进电机作为控制电机。选购标准型材和标准件,加工制造样机。(3)选取广州数控系统控制管类零件辅助装置。结合国产GF-3015型激光切割机自身的控制系统和加工程序,进行了管类零件加工试验研究。(4)综合运用管类零件辅助加工装置与GF-3015型激光切割机,对影响加工质量的参数(切割功率、切割速度以及保护气体压力等),通过单因素试验确定主要影响因素,再通过多组正交试验,确定不同规格的管类零件的合理切割参数,通过实际应用,构建部分加工管类零件的数据库,实现管类零件外圆切割和表面各类图形设计加工的目标。