文/李葆·奇瑞汽車股份有限公司

激光切割技術(shù)在模具開發(fā)及沖壓件生產(chǎn)中的應(yīng)用

文/李葆·奇瑞汽車股份有限公司

本文主要介紹了激光切割技術(shù)的原理及設(shè)備構(gòu)成，以及在汽車模具開發(fā)和沖壓件生產(chǎn)中的應(yīng)用，尤其是在模具回彈量測算和快速成形件開發(fā)方面，分析了激光切割技術(shù)的特點和優(yōu)勢，以及未來發(fā)展的趨勢。

激光切割技術(shù)是比較先進的制造工藝技術(shù)，目前已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)，在模具開發(fā)過程、新產(chǎn)品試制件的提樣、沖壓件的小批量生產(chǎn)方面都發(fā)揮著非常重要的作用，可以部分替代產(chǎn)量較小的沖孔落料、修邊模具，有效降低了生產(chǎn)成本和模具開發(fā)成本，相對于沖壓件生產(chǎn)而言，激光切割技術(shù)是一種先進的、較前沿的切割工藝，能夠大幅度提高勞動生產(chǎn)率，目前在汽車企業(yè)這種趨勢是相當(dāng)明顯的。

激光切割技術(shù)的原理

激光是一種高亮度、方向性好以及單色性好的相干光，聚焦后的激光束照在任何堅硬的材料上都將產(chǎn)生上萬攝氏度的高溫，使工件熔化并蒸發(fā)，以達到切割和雕刻的目的，具有精度高，切割速度快，不局限于切割圖形的限制，可自動排版節(jié)省材料，切口平滑，加工成本低等特點，改進后或可取代部分傳統(tǒng)的切割工藝設(shè)備。

激光切割設(shè)備的介紹

激光切割設(shè)備作為一種新型的工具越來越成熟地運用到各種行業(yè)，特別是汽車行業(yè)的興起讓激光切割設(shè)備的運用更加廣泛，激光切割機主要由激光器、光路及驅(qū)動、主機（由支承光路的機械結(jié)構(gòu)組成）、冷卻系統(tǒng)、供氣系統(tǒng)、電源、控制系統(tǒng)等組成，目前主流汽車公司使用的大多是NTC公司制造的5軸激光切割機。

激光切割技術(shù)在模具開發(fā)中的應(yīng)用

從目前產(chǎn)品CAE分析的整體水平來看，尚不能達到100%模擬仿真，CAE軟件模擬不能準(zhǔn)確計算沖壓件在實際開發(fā)中的反彈量，CAE分析過程中對壓機、板料、修邊方式、整形角度、頂桿數(shù)量、頂桿壓力等實際參數(shù)不能全部仿真，與真實情況有一定出入，所以在一些采用高強度鋼板的類似梁類件上實施的反彈補償方案，往往與實際制件反彈量不符，這時就需要對模具進行補焊加工整改，而測算回彈量補償?shù)臄?shù)值就需要使用激光切割機進行。具體方式如下：

⑴拉延模先生產(chǎn)出拉延件，然后采用激光切割機進行分段切割，用于檢測，如圖1所示。

圖1 檢測樣件

⑵如圖2所示，上檢具進行反彈量測算，以此測算結(jié)果計算回彈補償量，然后對凹模鑲塊進行補焊加工，對凸模進行對應(yīng)修整，通過改變拔模角角度，實現(xiàn)對制件回彈的控制。

圖2 對制件進行測量

⑶通過上述方法，可以減少模具重復(fù)補焊的次數(shù)，提高模具一次整改合格的效率，降低模具刀塊報廢的風(fēng)險，節(jié)約模具成本，減少補焊造成的對模具使用壽命的影響，提高了制件精度和符合率。

激光切割技術(shù)在沖壓件生產(chǎn)中的應(yīng)用

快速成形件中的應(yīng)用

激光切割技術(shù)在模具試制階段的作用，就是替代修邊沖孔模具、落料模具，使得試制廠家不需要開發(fā)落料與修邊沖孔的模具工裝，利用激光切割技術(shù)提供快速成形樣件，用于汽車主機廠裝車驗證，避免了采用鉗工手工修邊、火焰切割、人工鉆孔等產(chǎn)生的制件精度差、表面變形等缺陷，同時也可以大大縮短車型開發(fā)周期，便于加快汽車主機廠新產(chǎn)品的推陳出新。圖3所示為利用激光切割技術(shù)快速成形的沖壓制件。

圖3 利用激光切割技術(shù)快速成形沖壓制件

小批量車型中的應(yīng)用

模具成本在汽車企業(yè)的研發(fā)成本里占據(jù)著主要部分，如何節(jié)約模具成本，實現(xiàn)資源的可重復(fù)利用，提高企業(yè)盈利能力，成為主機廠積極尋求的內(nèi)容。激光切割技術(shù)的出現(xiàn)，適時地替代了落料、修邊沖孔等正式模具，有效節(jié)約了模具開發(fā)的成本。某公司新能源汽車的開發(fā)，大量使用了激光切割技術(shù)，僅開發(fā)部分拉延翻整類正式工裝，單車成本非常低；但是當(dāng)車型產(chǎn)量特別大的時候，如日產(chǎn)量超過1500臺，生產(chǎn)達到一定規(guī)模，從穩(wěn)定性和成本考慮，建議采用模具生產(chǎn)。圖4所示為利用激光切割技術(shù)開發(fā)的小批量模具工裝。

圖4 利用激光切割技術(shù)開發(fā)小批量模具工裝

結(jié)束語

激光切割技術(shù)正以優(yōu)異的加工效率和加工精度得到越來越廣泛的應(yīng)用，在模具回彈整改、快速成形件提樣、小批量件生產(chǎn)上都體現(xiàn)了自己的優(yōu)勢，替代正式工裝，減少了模具數(shù)量，節(jié)約模具開發(fā)成本，加快產(chǎn)品開發(fā)速度，提升汽車廠效率，縮短新車型開發(fā)周期，給模具反彈整改提供幫助，節(jié)約整改時間，提升了模具和沖壓件精度。激光切割技術(shù)作為一種新型的替代模具結(jié)構(gòu)，對各種模具替代性強，能降低單個車型非大批量生產(chǎn)的工裝設(shè)備投入，其因為干凈、衛(wèi)生、環(huán)保、高質(zhì)量、低成本的特性得到各汽車企業(yè)的青睞，更具有成本低、適應(yīng)性強、效率高、使用范圍廣等優(yōu)點。