激光切割技术在生产中的应用
黄建锋
（江苏宏源纺机股份有限公司214062）
摘要介绍了激光切割原理、激光切割设备及软件的概况，以及激光切割的实际运用。关键词激光切割
宏源纺机股份有限公司1995年从日本AMADA 公司引进的LCV－3015β激光切割机和1999年从瑞士百超公司引进的BYSPRINT3015激光切割机不论从机器本身还是配套的软件都较有特色，在公司飞速发展的扩量生产中发挥了巨大作用。下面结合本公司激光切割机的使用情况，介绍一下激光切割在钣金加工中的深入应用。
1激光切割原理
激光是一种高亮度、方向性好以及单色性好的相干光。聚焦后的激光束照在任何坚硬的材料上都将产生上万度的高温。在此高温下，任何坚硬的材料都将瞬时急剧熔化和蒸发，并产生很强烈的冲击波，使熔化物质爆炸式地喷射去除。
2激光切割设备及软件
AMADA的激光切割机主要用于加工板材和管件。它的操作系统为FANUC16系统，外部携带读盘机。操作系统本身能编写简单程序，大量应用程序由编程软件来编写，通过读盘机输入。可以切割普通钢板、硬质合金、不锈钢等多种金属材料和陶瓷、玻璃、纤维板等多种非金属材料。切割的板材厚度，普通钢板的厚度可达12mm，不锈钢的板厚可达4mm。百超的激光切割机主要用于加工板材，该激光切割机采用先进的“飞行光路”原理，即工件在切割时静止不动，激光束从激光器直接由反射镜传输到移动的切割头中。它的操作系统为WIN95操作系统，配有专门的编程软件Bysoft，切割方案从软盘读入操作台。除了能切割上述材料外，还能切割铝合金、镀锌钢板、铜和钛等材料。切割的板材厚度，普通钢板的厚度可达16mm，不锈钢的板厚可达8mm。
3激光切割的实际应用
3．1在薄板加工中的应用
3．1．1充分利用软件优势，提高薄板材料的利用率。AMADA的激光切割机配套的编程软件为AM-LASER，它的CAD工作平台为CADKEY7．0，辅以Lnest（优化排料），旋转支撑等较有特色的功能。Lnest可在定尺材料上优化排列相同料厚的多种不同零件，利用这一功能用激光切割薄板可省略开料这一工序，降低工时，同时可减少材料装夹次数。由于AMADA的激光切割机存在加工死区，减少装夹次数就意味着节省材料，减少加工辅助时间。瑞士百超的激光切割机的“飞行光路”，待加工的板材不需要夹紧，不仅不存在加工死区，而且加工速度成倍的提高。编制切割方案时可根据生产计划把相同料厚的多种不同零件排列在定尺材料上，提高材料的利用率。
3．1．2减少模具数量、加快产品开发速度。因为，近年来在纺织机械产品中少切削、无切削以及钣金件所占的比重越来越大，如果没有比较先进的工艺设备，那么每种钣金类零件在落料生产工序中的工作量非常大。大部分落料需要利用模具，
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而模具的
49%范围内；拉断区的隔距应设定在105 110mm 和115 145mm范围内；拉断机热拉伸倍数在1．25 1．40范围内，热板温度设定在160ħ，热板出丝温度应达到100ħ；保证拉断区丝束温度均匀，出条温度不超过60ħ。
参考文献
［1］李青山，沈新元主编．腈纶生产工学［M］．北京：中国纺织出版社，2000．
04·制造技术·纺织机械2012年第3期
设计、生产需要相当的时间。另外，一个新产品在试制过程中往往是单件小批量生产，而且零件须根据试制情况作相应改动，这样一来利用模具生产成本就太高了。用激光切割落料可节省大量模具的投入，使生产的准备时间缩短，产品开发速度加快。激光切割冲压零件还可提高模具设计的准确性。因为，落料作为拉伸成型的前道工序，其落料尺寸往往需要修正。而利用激光割出的冲压零件在成形模上试加工，就可准确的定出落料模的尺寸，为以后大批量生产时设计模具打下基础。
3．2在中厚板加工中的应用
对于具有复杂型腔的精度比较高的中厚板，如果用数控冲床来加工，应该说是一种加工方法，但只有使数控冲床的步进冲切的间隔越小，零件加工的精度才能越高，所以相对来说加工的时间就长了，效率不高不经济，并且容易损坏刀具。如果用加工中心来加工，它能保证零件的高精度要求，但是加工时间更长，不适合短期需要使用的零件的加工，对于精度不是很高的零件加工没有这个必要，况且加工中心加工的成本很高，而使用激光加工，就能够比较快的对精度比较高的中厚板的加工，如在我公司新近开发的纺机参展机新品HY68型精梳机的墙板和支板撑及HY51型条并卷机的张紧轮架和挡板等钣金零件的生产过程中，在参展时间紧，要求高的情况下，充分的使用和发挥了激光切割的优势，顺利地完成了参展机所要达到的性能和质量目标，圆满的完成了参展任务。
3．3在复杂管件上的加工
图1不锈钢圆管
我公司的高速弹力丝机热箱部件中的盛液管是一比较复杂的不锈钢圆管件，管壁厚度2mm，管身上在不同角度、不同长度上分布着不同直径的圆孔、随圆孔以及尺寸较大的多个长方孔，见图1，尺寸精度、位置精度要求较高。以前用专用组合冲模加工，由于受定位精度、冲裁力以及模具失精的影响，零件质量一直不能令人满意。而该热箱部件为出口到德国的产品，质量要求很高。尝试着用激光切割机加工，辅助动力头和配套夹具解决了装夹定位的问题，产品质量明显提高，达到了设计要求，得到了德国Barmag公司质检人员的认可。
3．4在特殊材料上的应用
切割铝和铝合金应该用连续切割模式，尽管锃板反射率和导热性高，也可以切到8mm。当用氧气切割时，切面粗糙，毛刺少但难清除。当用氮气保护切割时，切面光滑，4mm以下的切缝没有毛刺。随着厚度增加，毛刺会增多并越难清除。切割钛板使用氮气或氩气作为切割保护气体，计算机中有切割参数。用氮气保护切割时，切面微黄色；用氩气保护切割时，切面白色。切割铜时，必须要用氧气切割，厚度可达3mm。对于合成材料，可用来加工的有热塑塑料、热固塑料和合成橡胶。激光还可以用来切割木材、皮革、厚纸板和纸，但切边会烧焦（变黄），切割速度越高，炭化越少。切割胶合板时，不能保证切面光洁，因为不同的胶有不同的分解特性。
3．5在其他方面的应用
主要在装饰、装潢和广告等行业中文字、商标和图案等的加工成型。由于我公司引进的LCV－3015β和BYSPRINT3015激光切割机不识别中文字，于是在加工中文文字的时候，就需要采用其他软件配合使用，一般情况是先使用微软的Office办公软件对中文文字进行编辑，接着使用CAD辅助设计后输出DXF格式，最后用LCV－3015β或BYSPRI-NT3015自身所带的软件完成对中文文字的程序编制。当然通过不同软件的互相配合使用，还能够加工出各种各样的装饰图案。
4结语
激光切割在生产中的应用前景非常广阔，是一种比较实用的加工方法，是钣金加工中的一种新的工艺手段，是产品开发的一件得力武器。
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纺织机械2012年第3期·制造技术·
