摘要：對(duì)于鈑金加工而言，激光切割技術(shù)是非常先進(jìn)的切割工藝，能夠大幅度提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。在進(jìn)行鈑金加工的過(guò)程中，應(yīng)用激光切割機(jī)能夠有效縮短加工周期、提升加工精度，高精度加工高度復(fù)雜零件時(shí)省略各種更換沖壓模具環(huán)節(jié)，這些優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)被許多制造企業(yè)關(guān)注，并開(kāi)始在飯金加工中積極采用激光切割機(jī)。在本文當(dāng)中，筆者首先探討了激光以及激光切割機(jī)的相關(guān)問(wèn)題，而后重點(diǎn)分析了在鈑金加工中應(yīng)用激光切割機(jī)的相關(guān)情況。
　　關(guān)鍵詞：激光切割機(jī)　鈑金加工　應(yīng)用分析
　　中圖分類號(hào)：TP2　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A　文章編號(hào)：1672-3791(2012)01(b)-0112-01
　　1　激光以及激光切割機(jī)概述
　　激光是一種相干光，它具有非常優(yōu)秀的單色性能、極高的亮度、極大的能量密度以及非常好的方向性。由于激光所獨(dú)具的特點(diǎn)，它在激光切割、激光打孔、激光焊接、激光治療、激光打標(biāo)、激光熱處理、激光快速成型、激光成像以及激光涂敷等方面擁有著極大的應(yīng)用空間和開(kāi)發(fā)潛力。在鈑金加工方面，激光切割機(jī)能夠有效縮短加工周期、提升加工精度、省略更換沖壓模具環(huán)節(jié)便能夠?qū)Ω鞣N高度復(fù)雜的零件進(jìn)行高精度加工，在鈑金加工當(dāng)中獲得了廣泛地應(yīng)用。
　　激光切割的主要原理是，激光切割機(jī)會(huì)將激光聚焦在待加工材料表面的某一個(gè)點(diǎn)上，激光的光能會(huì)在該點(diǎn)上轉(zhuǎn)換為熱能，在極短的時(shí)間內(nèi)(通常是幾微秒)，激光照射點(diǎn)的溫度會(huì)迅速達(dá)到該材料的熔點(diǎn)，隨后上升至沸點(diǎn)，材料在融化之后隨之氣化，隨后該激光照射點(diǎn)會(huì)形成一個(gè)小孔洞；此時(shí)，激光切割機(jī)已經(jīng)預(yù)設(shè)好了移動(dòng)路徑，激光束會(huì)在激光切割機(jī)的控制開(kāi)始沿著預(yù)設(shè)路徑移動(dòng)，在這個(gè)過(guò)程中，被切割材料表面不斷發(fā)生液化、氣化的變化過(guò)程，并在激光走過(guò)的路徑上面留下一道細(xì)長(zhǎng)的割縫。
　　相對(duì)于傳統(tǒng)的切割工藝，激光切割技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，主要表現(xiàn)：雖然切割速度非常高，但是切縫相對(duì)比較小、切口部位光潔平整、整體切割質(zhì)量非常好；切割過(guò)程中沒(méi)有傳統(tǒng)切割技術(shù)存在的刀具磨損問(wèn)題，切割時(shí)作用面的熱影響范圍相對(duì)比較??；具有很大的切割范圍，在切割形狀方面也不存在限制，更加容易實(shí)現(xiàn)數(shù)控化；省去了傳統(tǒng)切割方式中存在的器具磨損問(wèn)題，切割成本更低、生產(chǎn)效率更高。激光切割機(jī)還具有一個(gè)傳統(tǒng)切割工藝不具備的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，即在進(jìn)行復(fù)雜加工時(shí)不需要模具的支持。在沒(méi)有模具的情況下，激光切割機(jī)仍然可以高精度、高質(zhì)量地加工各種形狀的鈑金零件，不僅加工方式靈活，由于不需要模具，也降低了加工成本。正是因?yàn)榧す馇懈顧C(jī)具有上述的諸多優(yōu)點(diǎn)，它目前已經(jīng)在機(jī)械加工、航空航天、汽車工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)等領(lǐng)域中獲得了非常廣泛地應(yīng)用。
　　2　在鈑金加工中應(yīng)用激光切割機(jī)的相關(guān)情況
　　我公司是專業(yè)生產(chǎn)紡織機(jī)械的企業(yè)，主要生產(chǎn)粗紗機(jī)和絡(luò)筒機(jī)兩大系列產(chǎn)品。公司所用激光切割機(jī)由日本三菱公司生產(chǎn)，型號(hào)：ML3015LVP-5036D，所用軟件是日本村田公司的CAMPASS 2000E編程軟件，最大切割板厚16mm。
　　第一，有效借助編程軟件的優(yōu)勢(shì)，充分提升薄板材料的利用率。我們以ML301 5LVP-5036D型號(hào)的激光切割機(jī)為例。該型號(hào)激光切割機(jī)采用CAMPASS 2000E編程軟件，具有優(yōu)化排料等輔助功能。優(yōu)化排料功能允許使用者在定尺材料上，對(duì)料厚一樣的不同零件進(jìn)行優(yōu)化排列，優(yōu)化排料功能略去了薄板切割時(shí)的開(kāi)料環(huán)節(jié)，不僅材料的裝夾頻率有效降低，還有效降低了工時(shí)。同時(shí)該型號(hào)激光切割機(jī)具有“飛行光路”功能，不僅切割速度非常高，而且由于不需要對(duì)被切割的薄板材料進(jìn)行夾緊，不存在切割死區(qū)的問(wèn)題；并且使切割方案的編排更加合理，加工效率和材料節(jié)能效果均非常突出。
　　第二，縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期，模具應(yīng)用數(shù)量大幅度降低。目前的鈑金加工市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)非常激烈，如何在激烈的競(jìng)爭(zhēng)環(huán)境下加工日益增多的鈑金件，需要認(rèn)真考量。如果采用模具生產(chǎn)，不僅模具的設(shè)計(jì)和制造需要周期，而且目前許多新產(chǎn)品的鈑金加工通常是小批量生產(chǎn)，模具使用一次便失去價(jià)值，費(fèi)時(shí)又不經(jīng)濟(jì)。但是采用激光切割機(jī)完全沒(méi)有以上顧慮，激光切割的零件不僅質(zhì)量高，而且沒(méi)有模具環(huán)節(jié)，生產(chǎn)時(shí)間短，生產(chǎn)效率高，適合小批量生產(chǎn)，對(duì)于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期日益縮短的市場(chǎng)環(huán)境也是有力的保障。
　　3　激光切割技術(shù)在應(yīng)用中表現(xiàn)的實(shí)際優(yōu)勢(shì)
　　3.1　實(shí)現(xiàn)了勞動(dòng)強(qiáng)度和加工成本的雙重降低
　　第一，20世紀(jì)80年代之前，我公司產(chǎn)品用的機(jī)架、箱體等基礎(chǔ)的支撐零件，全部是鑄鐵件。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、變形小，缺點(diǎn)是模具制造周期長(zhǎng)，模具費(fèi)用高，不適合單件、小批量生產(chǎn)，環(huán)境污染大，工人勞動(dòng)強(qiáng)度高。20世紀(jì)80年代以后，隨著設(shè)計(jì)理念的變化，幾十年生產(chǎn)一種產(chǎn)品的模式被打破，鋼板焊接結(jié)構(gòu)的機(jī)架、箱體在絡(luò)筒機(jī)和針梳機(jī)產(chǎn)品中出現(xiàn)。當(dāng)時(shí)公司還沒(méi)有激光切割機(jī)，面對(duì)由6mm和8mm厚鋼板拼焊成的機(jī)架、箱體，我們的加工手段是：用剪板機(jī)剪出外形，用氣割粗切出板面內(nèi)結(jié)構(gòu)，再用鏜床或加工中心將板面內(nèi)結(jié)構(gòu)精加工成活，有同心度要求的孔，還要焊合后再用鏜床或加工中心加工成活。加工周期很長(zhǎng)，效率很低。有了激光切割機(jī)省去了剪板機(jī)和氣割甚至鏜床或加工中心，絕大部分板件都能在激光切割機(jī)上一次成形，直接進(jìn)行焊接合套，只有很少一些同心度要求很高的孔，需要焊結(jié)成箱體后精加工孔。這樣減少了設(shè)備種類，減少了工序，縮短了工期，提高了效率。使板焊結(jié)構(gòu)的機(jī)架、箱體代替鑄鐵結(jié)構(gòu)的機(jī)架、箱體成為可能。實(shí)現(xiàn)了紡機(jī)零件的以“焊”代“鑄”。由此帶來(lái)的好處就是：減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，改善了公司的工作環(huán)境，減少了環(huán)境污染。在新產(chǎn)品試制方面：大大加快了研發(fā)進(jìn)度，節(jié)省了模具投入，降低了成本。
　　3.2　縮短了新產(chǎn)品制造周期
　　我公司沒(méi)有激光切割機(jī)之前，厚3mm以下薄板加工只能用剪板機(jī)剪出外形，板面內(nèi)所有結(jié)構(gòu)都要通過(guò)沖模在沖床上完成。即使是一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)的墊圈零件也要出模具，否則不能加工。應(yīng)用激光切割機(jī)后，中、小批量零件加工完全不要模具，只有大量件才需考慮沖模在沖床上加工。特別是新產(chǎn)品試制，數(shù)量小，結(jié)構(gòu)不確定、隨時(shí)會(huì)改動(dòng)，根本不能出模具，激光切割機(jī)大大縮短了新產(chǎn)品制造周期，減少了模具投入。
　　3.3　大幅度提高加工效率
　　激光切割機(jī)使我公司厚度4mm以上鋼板的加工效率大大提高。由于沖床噸位的制約，我公司厚度4mm以上鋼板不能放在沖床上沖裁加工，只能用氣割粗加工，再用機(jī)加工設(shè)備精加工成活，這樣的結(jié)果是：浪費(fèi)材料、增加工序、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、生產(chǎn)效率低、成本增加。應(yīng)用激光切割機(jī)后，厚度4mm以上鋼板只要不是精度特別高的尺寸，都能直接切割成活，比氣割的效率還高，精度還好，變形也小，省去了機(jī)加工工序。
　　總之，激光切割機(jī)具有的諸多優(yōu)點(diǎn)，使它已經(jīng)在許多領(lǐng)域中獲得了非常廣泛地應(yīng)用。展望未來(lái)，激光切割機(jī)也必然會(huì)獲得更好的發(fā)展前