激光加工技術在鈑金工藝中的應用探討

摘要 激光加工技術在鈑金加工工藝中具有很重要的位置，大大提高了鈑金工藝的勞動生產(chǎn)率，推動了鈑金工藝的發(fā)展。在鈑金加工中，使用激光切割機可以大大地縮減加工的周期，提高加工精度，加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，同時也降低了成本，這些優(yōu)點被眾多制造企業(yè)關注，且逐漸在鈑金加工中采用激光切割機。本文主要對激光以及激光技術的應用進行詳細的探討，并著重分析激光技術在鈑金工藝中的應用情況以及其具備的優(yōu)勢。

關鍵詞 激光加工技術；鈑金工藝；應用

中圖分類號 TG3 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)051-0111-01

1 激光與激光切割機

激光是相干光其中一種，具有最佳的單色性能、超高的亮度以及巨大的能量密度，同時具備良好的方向性。激光具有獨特的特點，因而被廣泛地應用于主要有激光打標、激光光譜、激光測距、激光雷達、激光切割、激光武器、激光唱片、激光指示器、激光矯視、激光美容、激光掃描、激光快速成型、激光成像等等，同時在這些領域上都有廣大的應用空間以及發(fā)展?jié)摿?。激光加工技術在鈑金加工工藝中具有很重要的位置，大大提高了鈑金工藝的勞動生產(chǎn)率，推動了鈑金工藝的發(fā)展。在鈑金加工中，使用激光切割機可以大大地縮減加工的周期，提高加工精度，加快產(chǎn)品的開發(fā)速度，同時也降低了成本，這些優(yōu)點被眾多制造企業(yè)關注，且逐漸在鈑金加工中采用激光切割機。在鈑金加工中，激光切割機可以縮短加工周期、提高加工精度、省略更換沖壓模具這一項環(huán)節(jié)進而可以對更多高度復雜的零件進行高精度加工，在鈑金加工中被廣泛的應用。

2 激光切割的原理

其具體原理是：激光切割機把激光聚焦在需要加工的材料表面上的任意一點，激光的光能則在這一點上轉換為熱能，在非常短的時間之內(nèi)，激光照射點的溫度會急速升高，到達材料的熔點，之后升至其沸點，材料開始融化，然后氣化，之后這一激光照射點就會變成一個小孔；這時候激光切割機已設定好移動的路徑，激光束則在激光切割機的控制之下順著設定路徑開始移動，在這一過程中，被切割材料的表面會出現(xiàn)液化、氣化的變化，并且激光束經(jīng)過的路徑會遺留下一道細長的縫隙。

3 激光切割在薄板加工中的應用

3.1 以軟件優(yōu)勢來增強薄板材料的利用率

AMADA的激光切割機的編程軟件是AM-LASER，其CAD工作平臺采用的是CADKEY7.0，并且以Lnest以及旋轉支撐等功能進行輔助。Lnest可以在定尺材料上對厚度相同的不同零件進行優(yōu)化排列，利用此功能，激光切割薄板可以省去開料這一道工序，減少工時，同時也有效地降低材料裝夾的次數(shù)。瑞士百超的激光切割機采用的是“飛行光路”這一較為先進的原理，需要加工的板材則不用夾緊，沒有存在加工死區(qū)，同時加工的速度大大的提高；編制切割方案的時候，必須按照生產(chǎn)計劃將料厚相同但類型不同的多排列在定尺材料之上，以此增強材料的利用率。

3.2 有效減少模具的數(shù)量，提高產(chǎn)品開發(fā)的速度

近幾年來，在紡織機械產(chǎn)品當中，少切削、無切削及鈑金件占據(jù)的比重逐漸增大。然而，目前的市場競爭十分激烈，如何滿足用戶相對較小但是批量又很多的的品種盡快交換的要求，這是每一個企業(yè)所面臨的很大難題。如果工藝設備過于落后，那么每一項鈑金類零件在落料生產(chǎn)工序中則會花費大量的工作時間。絕大多數(shù)落料都要用到模具，而模具的設計以及生產(chǎn)都需要一定的時間；另外，新產(chǎn)品的出現(xiàn)都是要經(jīng)過單件小批量地生產(chǎn)，而且零件還會依據(jù)試制情況的變化做出相應的改變與調(diào)整，如此，利用模具則大大增加了成本。而采用激光切割落料，無需利用到模具，節(jié)省大量的模具投入，加大縮短了生產(chǎn)的準備時間，加快了產(chǎn)品開發(fā)的速度。如今的市場瞬間萬變，產(chǎn)品開發(fā)的速度越快就越能提前占領市場。激光切割沖壓零件還可以確保模具設計的準確性。落料是拉伸成型的前道工序，其落料尺寸通常要進行修正。然而利用激光切割出的沖壓零件在成形模上試加工，可以比較準確地制定出落料模的尺寸大小，為今后進行大批量生產(chǎn)做

基礎。

3.3 激光切割技術比傳統(tǒng)加工技術更具成本優(yōu)勢

激光束都是以點的形式存在，因此在二維平面加工中具有很大的柔性化。激光切割機加工過程中，只有切割頭進行移動，但工件則是靜止，無需設置微連接，有助于激光在切割加工過程中比較簡便。它的計算機CAM系統(tǒng)不需要進行單個零件的加工工藝的制作，僅僅需要把排樣的結果以及切割的路線進行優(yōu)化即可，然后啟動激光發(fā)生就可以加工。但是，在復合機當中，則需要進行模具設置、激光切割路線的預設以及微連接部位的設定，之后才可以進行下一步的加工。由此對比，激光切割機與復合機比較，激光切割機的工藝工序準備工作時間大大的減少。在實際運用當中，復合機在加工的時候，由于夾鉗拖動工件以及模具存在一些落料量，因此在原材料上則會出現(xiàn)加工死區(qū)，然而激光切割機進行切割時于工件靜止，因而沒有出現(xiàn)死區(qū)，從而提高了原材料的利用率，有效降低了單件工件所消耗的原材料成本。近幾年來，激光切割的加工精度逐漸提高，很多工件不需要利用精加工工序也可以直接達到設計的相關要求，極大地簡化一些加工工序，降低了單件的加工成本。同時，由于激光切割機切割速度的快速提高，極大地減少了工件的加工時間，同時操作人員的個人生產(chǎn)效率也得到很大的提高。

3.4 激光切割所加工產(chǎn)品的精度進一步提高

由于激光切割加工速度不斷提升，促使工件的加工熱所影響的范圍逐漸減小，整個工件在切割加工中所出現(xiàn)的熱變形量也隨之減小。同時，由于二氧化碳激光發(fā)生器的穩(wěn)定性能逐漸提高，也促使激光切割面的光潔度隨之增強。另外，工件靜止的加工方式大大減少了振動。由于激光切割加工的精度水平的不斷提高，使得激光切割加工的農(nóng)機板金件也逐漸發(fā)生改變，由原來的低精度件逐漸轉向高精度件發(fā)展。從生產(chǎn)實際情況來看，原先復合機APELIOⅡ357通常是加工材料厚度低于2 mm的比較薄的零件，主要加工的是紡機的外包容件。而現(xiàn)在激光切割機既可以加工上述的零件，又可以加工材料厚度于3 mm-4 mm或者是大于6 mm的中厚零件。這類零件大多數(shù)是結構件、傳動件以及主要的工作件，

對于加工精度的要求比較高，其中，有一部分的零件已經(jīng)接近精加工件的精度要求。采用激光切割的加工零件，不僅具備變形量小、加工面光潔度高的特點，同時還有工毛刺小甚至沒有、零件的尺寸大小一致性好等特點，在農(nóng)業(yè)機械的裝配尺寸精度控制中具有重大的作用。

3.5 增強產(chǎn)品的技術含量，提高企業(yè)的競爭力

激光切割可以加工一些通常方法都比較難加工的零件，例如染整機這一系列中絕大多數(shù)不銹鋼箱體，它上面有很多不一樣的孔，由于箱體比較大，以普通加工方法很難進行加工，然而激光切割完全可以滿足這一類的要求，而且加工同一零件所用的時間很短，準確性極高。產(chǎn)品的技術含量也不斷地提高，因此市場競爭力也隨著增強。

4 結束語

激光切割在生產(chǎn)制造中具有廣闊的應用前景，是鈑金加工工藝中另一種新的且實用的加工方法。從國外引進的激光切割機與AMADA比較具有獨特的優(yōu)勢，主要有以下幾點新的提高：①加工速度非?？焖伲杀兜奶岣撸渚C合效率明顯提高，甚至高于數(shù)控沖床；②節(jié)省大量的材料。工件無需夾緊，也沒有加工死區(qū)；③切割頭更換十分簡便快捷。不用任何工具，幾秒之內(nèi)即可進行更換，所有的管道以及電路都內(nèi)置于切割頭的后部；④軟件操作界面非常好；⑤可以交換工作臺系統(tǒng)。應用第二個工作臺，切割過程中可以進行人工上料，可以人工卸料，生產(chǎn)效率提高50%；⑥能夠高速地加工出尖角以及小圓角；通過光纖高速將數(shù)據(jù)傳遞，可以有效地實現(xiàn)切割速度于激光功率進行同步控制。

參考文獻

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