激光加工机.doc

在现代工业制造领域，切割是应用量很大、应用面光面的基础工艺之一，切割的方法有冲、剪、火焰切割、电火花、水切割、等离子切割、激光切割几种。各种切割方式优势，又都存在一定的局限性。 切割的效率和质量将直接影响生产的效率和质量，如何选择合适的切割设备，应该注意考虑以下：1、切割材料的种类、厚度、幅面大小：2、切割量的大小、对切割速度的要求：3、对切割精度的要求、对材料变形的要求、二次加工量的大小：4、能否采用优化套料软件，提高材料利用率：5、对被加工材料的选择性，材质、硬度等，如低碳钢、不锈钢、铝材、钢材、非金属被加工工件形状、是板材切割还是需要求对工件进行三维加工：6、设备一次性投资、维护成本、是否需要进行模具等附加毛坯，精度较差。数控冲床：冲床在冲压成形零件时，需要多种冲模，每一种形状或每一种尺寸都需要一对冲模，这极大地约束了机床的改型和更新速度，一般数控冲床工件厚度小于10mm。数控线切割机：加工精度高，适合于小批量、多品种零件的加工，减少模具制作费用，缩短生产周期。不足之处是加工面小、加工速度慢、使用一段时间，钼丝或钢丝易断。 与传统的加工设备相比，加工切割具有的特点和优势：切缝窄、变形小、精度高、速度快、效率高。首先激光光能转换成惊人的热能保持在极小的区域内，所以激光切割可提供：狭的直边割缝；最小的邻近切边的热影响区；极小的局部变形。激光束对工件不旋加任何力，它是无接触切割工具，这意味着工件无机械变形；无工具磨损，也谈不上刀具的替换问题；切割材料无须考虑它的硬度，也即激光切割能力不受被切割材料硬度的影响，任何硬质的材料都可以切割。激光束可控性强，并有高的适合性和柔性，因而与自动化装备相结合很方便，+容易实现切割工程自动化；由于不存在对切割工件的限制，激光束具有无限的仿形切割能力。广泛应用于汽车制造、航空航天、船舶制造、工程机械、机车制造、能源设备、钢铁冶金、农机制造等。 激光技术在汽车行业的应用 汽车行业是高新技术高度集中的行业，在欧美发达工业国家中，有50%70%的汽车零部件是用激光加工技术来完成，其中主要以激光焊接和激光切割为主。激光加工具有热影响很低、材料变形很小等诸多优点，但目前中国本土的汽车厂商，尤其是大量的零部件生产厂家对激光焊接、激光切割以及激光打孔等应用并不深，国内的相关设备制造商也还处在发展阶段。其中最主要的是新技术、新装备应用的相对落后，自主开发能力较弱。 武汉的激光公司多年来致力于为汽车制造业服务，已经成功开发了用于汽车白车身焊接设备、汽车尾管激光焊接生产线、汽车安全囊外壳激光弱化设备、汽车安全囊焊接设备、汽车变档套激光全自动切割设备、汽车齿轮焊接设备和汽车轮胎激光切割等一系列以激光在汽车制造行业应用为主体的产品，这些产品涉及汽车零部件生产，整车制造，以及过去只能依赖进口设备的多个汽车制造中的关键技术领域，因此成为国内第一家以激光汽车制造专业设备而闻名的激光制造商。所有的产品均能替代进口昂贵的设备，质量与国外设备相当而各项服务更优于国外制造商。 激光的典型应用 三维立体激光切割机 激光切割主要应用于平板切割下料以及三维五维联动的立体切割，将高强度钢用于车身骨架，在保证车身强度和刚度的同时减轻重量，并带来汽车车身的抗衡性能和抗凹性能的提高，由此显著提高汽车的安全性。对于一些具有复杂轮毂的高强度钢结构部件来说，无论从技术角度还是经济角度来说，机械冲压手段已经达到极限，而激光切割是来非常有效的加工手段。 汽车变档套激光全自动切割设备 使用汽车变档套激光切割机，切割效率可以提高一倍，切割质量比传统加工手段要好，端面光滑、定位准确而且精度高。 只有提高我国汽车工业装备的自主开发能力和创新能力，才能缩小我国汽车加工业水平和先进国家的差距，从这个意义上说，汽车工业迫切需要更多具有自主知识产权的高新装备技术的支撑。 激光技术在农业机械的应用 农机产品的钣金加工件一般采用4-6mm钢板，钣金件种类多，并且更新快，传统的农机产品钣金加工件通常采用冲床方式，模具损耗大，通常一个大型的农机生产厂家用于模具存放的库房就近300平米，由此可见，部件的加工如果仍然停留在传统的方式，将严重制约产品的快速更新换代与技术开发，而激光的柔性加工优势就体现出来了。 激光加工能借助现代的 CAD/CAM软件，实现任何形式的板材切割，采用激光加工，不仅加工速度快，效率高，成本低，而且避免了模具或刀具更换，缩短了生产准备时间周期。易于实现连续加工，激光光束换位时间短，提高了生产效率。可进行多种工件交替安装。一个工件加工时，可卸下已完成的部件，并安装待加工工件，实现并行加工，减少安装时间，增加激光加工时间。 激光切割以其高速的、高精度、高质量、节能环保等特点，已经成为现代金属加工的技术发展方向。在激光加工应用中，激光切割占到32%的市场份额。激光切割与其他切割方法相比，最大的区别是它具有高速、高精度和高适应性的特点。同时还具有割逢小、热影响区小、切割面质量好、切割时无噪声、切缝边缘垂度直度好、切边光滑、切割过程容易实现自动化控制等优点。激光切割板材时，不需要模具，可以替代一些需要采用复杂大型模具的冲切加工方法，能大大缩短生产周期和降低成本。 激光加工在工程机械行业的应用 国内众多企业现状 目前国内采用大幅面激光切割机的企业并不多，一是因为采购成本高，国内的一台大幅面激光切割机售价600万（配备4KW激光器）。第二，由于国内重工企业对激光的应用了解不深，宣传部够，很多企业还不接受这一相对较新的加工手段。 国内的外资企业早已跟上国外的步伐，如合肥日立有5台大幅面激光切割机、2台小覆面得激光切割机。 国内企业三一重工确立了在三年内引进27台套大覆面激光切割机计划。三一重工的梁总在日本考察后认为日本同行已采用激光下料作为标准工艺手段，我们企业不应该满足于现状，而应该向行业的发展方向迈进。为了三一重工在行业中的地位，三一梁总要求各个分子公司按照能用激光就用激光、不能用激光就用等离子的基本原则，提出需求计划，通过集团统一采购。因此三一是国内首家采用大幅面激光切割机的企业。现在通过2008年和2009年的引进，现在三一重工引进了激光切割机15台套，主要应用在昆山重机、沈阳三一、宁X重机等企业。 徐工、山推等企业不甘落后相继引用了激光切割机。 目前国外重工企业生产下料的加工手段 根据国外企业的考察，在16mm碳钢板材，普遍已经采用大幅面厚板材激光切割机取代以往的等离子切割方式，原因如下： 激光切割精度更高。等离子切割板材精度误差在1mm左右，而激光切割板材精度能达到0.1mm。 激光切割端面质量更好。激光切割的端面往往非常光滑，非常适合后期焊接，而等离子切割的端面更为粗糙，需要打磨，才能进行焊接。 激光加工生产成本低。激光