激光切割技術(shù)在鈑金加工中的應(yīng)用研究

田 卓

（城林環(huán)保技術(shù)（上海）有限公司，上海 201200）

同西方發(fā)達國家相比，我國使用激光切割技術(shù)起步較晚。激光切割是激光加工行業(yè)里十分關(guān)鍵的切割工藝技術(shù)，在實際的應(yīng)用當(dāng)中占比高達70%，極大提高了工業(yè)加工的效率和產(chǎn)品質(zhì)量，為工業(yè)生產(chǎn)效益的提升帶來巨大的便利[1]。我國激光切割技術(shù)開始不斷進步，目前已有趕超西方的態(tài)勢，激光切割技術(shù)具有：精度高、切縫窄、切割面光滑等優(yōu)勢，對比傳統(tǒng)的切割方法，對于被切割件的形狀無特殊要求，適應(yīng)性較強，制作周期更短，而因在切割時，沒有直接性的接觸，對比傳統(tǒng)的切割方法，切割后零件出現(xiàn)熱變形，需要二次加工。激光切割技術(shù)有效避免了這種狀況的發(fā)生，對于切割對象，也不像傳統(tǒng)的切割方式需要考慮被切割材料的硬度，激光切割對于高硬度材料，仍然可以進行無變形切割，而因為其切割高效率，以及在切割準(zhǔn)備比傳統(tǒng)的時間也大大減少，使得切割工作過程整體耗時減少，節(jié)省了加工時間，同時因為激光切割對于材料的損耗更小，也節(jié)省了加工成本以及材料的利用率。激光切割機利用激光技術(shù)進行切割，不需要使用切割刀具，也就不會造成刀具的磨損，切割中不受到材料形狀的限制，操作性強。在工業(yè)經(jīng)濟發(fā)展目標(biāo)當(dāng)中，提高激光切割技術(shù)的應(yīng)用率，提升鈑金加工的工業(yè)技術(shù)水平，對于我國未來的工業(yè)經(jīng)濟效益提升有著重要意義[2]。

1 激光切割在鈑金加工中的應(yīng)用

1.1 鈑金膜具的生產(chǎn)

近年來，鈑金的生產(chǎn)企業(yè)的競爭較為嚴(yán)重，而目前市場的需求大多以無切削以及小型鈑金件為主，這時滿足用戶數(shù)量較少的產(chǎn)品快速交換的需求是每個企業(yè)面臨的一個大問題。而大部分小型鈑金料是由模具制造的，對于并不會大批量的小型零件，需要花費時間和成本去對模具進行設(shè)計和制造，而隨著激光切割技術(shù)的應(yīng)用，對于個別小型鈑金零件，完全可以使用激光切割來之間解決，對于無切割的鈑金料，也可以用激光切割來幫助鈑金模具的生產(chǎn)，并且對于需求量小的材料，完全可以通過薄片少量生產(chǎn)，而且可以及時對于需求、生產(chǎn)中出現(xiàn)的另外要求隨時進行修改，而激光切割的應(yīng)用大大的提高的對于小型鈑金件以及無切割鈑金件的生產(chǎn)效率，同時幫助企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，有效的增加了企業(yè)的競爭力，并且隨著工藝的熟練和經(jīng)驗的提高，也可以加快產(chǎn)品的開發(fā)[3]而目前的市場需求，加強了對于產(chǎn)品的多樣性的要求，使用鈑金切割技術(shù)幫助模具的設(shè)計以及開發(fā)，可以讓企業(yè)更好的把握市場。對比傳統(tǒng)的鈑金模具以及模具的生產(chǎn)方法由激光切割所生產(chǎn)的模具精度更高，質(zhì)量更好。

1.2 鈑金薄板的切割

對于鈑金的薄板切割，尤其是對精度、質(zhì)量要求較高的鈑金薄板的切割，傳統(tǒng)的機械切割方法難以滿足需求，不但加工效率低下，對于精度的要求也難以達到，在切割后常常要進行二次加工，并且在加工過程中的靈活性較差，而且不能同數(shù)控技術(shù)一同結(jié)合，不具備自動加工的能力，也影響了成本[4]。而激光切割可以運用數(shù)控數(shù)據(jù)，只要輸入相關(guān)參數(shù)，就可以進行加工。切割也可以對復(fù)雜零件進行全自動高精度的加工。根據(jù)不同的切割要求，激光光源的功率范圍為5W～90KW。激光源的功率通常為100W和1500W，用于切割金屬板。當(dāng)切割寬度在0.15mm和0.2mm之間時，激光陀螺的輸出功率應(yīng)小于1500W，100W到152W。光源的模式是單模振蕩，切割面相對平坦。當(dāng)溝槽寬度約為1mm時，激光源的輸出功率達到。速度應(yīng)大于1500千瓦。在激光切割進行中，也可以使用自動技術(shù)將多種加工相結(jié)合，實現(xiàn)全自動加工步驟。運用激光切割和其它設(shè)備的連接，使加工一體化，在同一設(shè)備中可以進行多種加工，提高了加工效率，同其它設(shè)備相連接的生產(chǎn)模式，也令產(chǎn)品的精度得到了提升。激光切割技術(shù)不僅僅能夠幫助產(chǎn)品的成型切割，對于半成品和成品的鉆孔和打孔技術(shù)，尋找合適的打孔點采取爆破穿孔和脈沖穿孔[5]。爆破穿孔技術(shù)具有效率高，成本低，采取連續(xù)的激光對材料進行燒蝕以此達到打孔的目的，而脈沖穿孔技術(shù)則是使用脈沖激光來熔化材料的表面，對比爆破穿孔技術(shù)，精度更高，對于材料的損耗更小，更為常用。

2 實驗對比分析

采用傳統(tǒng)的機械切割方法與激光切割技術(shù)，在使用同一種鈑金材料下進行對比實驗，機械切割方法的的主軸轉(zhuǎn)速為4000r/min，線速度200m/min，電動機功率為5.5KW。激光切割的參數(shù)為，激光功率P=2800W，氮氣氣壓p=0.7MPa切割速度為1500mm/min。本次實驗，共進行了5次切割實驗，實驗結(jié)果如圖1所示。

圖1 機械切割與激光切割對比圖

如圖1所示，使用機械切割和激光切割方法進行比較性實驗，用切割實驗中產(chǎn)品的粗糙度來確認兩者的精度對比，激光切割技術(shù)的產(chǎn)品粗糙度均低于機械切割技術(shù)，而且隨著切割次數(shù)的增加，機械切割的刀具逐漸磨損，使得產(chǎn)品的粗糙度對比更加明顯。

3 結(jié)語

本文對激光切割技術(shù)在鈑金加工中的應(yīng)用方法進行了相關(guān)研究，激光切割對于企業(yè)模具的生產(chǎn)縮減了生產(chǎn)成本以及設(shè)計時間，對于鈑金薄板的切割，實現(xiàn)了一體化，數(shù)控化，自動化。不光提高了質(zhì)量，也讓整體加工更具效率。并且對于機械切割和激光切割的精度對比，進行了對比實驗分析。經(jīng)本文研究激光切割對比傳統(tǒng)的切割方法在加工鈑金材料上具有較大的優(yōu)勢。