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激光切割機(jī)作為一種新型替代模具結(jié)構(gòu)，對(duì)各種模具的替代性強(qiáng)，能降低單個(gè)車型非大批量生產(chǎn)的工裝設(shè)備投入，其未來發(fā)展趨勢(shì)，是成本更低，適應(yīng)性更強(qiáng)，效率更高，使用范圍更廣。

        1 行業(yè)背景
        目前，中國(guó)成為zui大的汽車消費(fèi)市場(chǎng)，中國(guó)的汽車行業(yè)正面臨著機(jī)遇與挑戰(zhàn)。外資品牌、合資品牌的車型不斷向中低端滲透，不斷在壓縮自主品牌的*和利潤(rùn)空間，自主品牌的生存和發(fā)展遇到極大的挑戰(zhàn)；另一方面，面對(duì)國(guó)家對(duì)汽車行業(yè)的支持和國(guó)內(nèi)巨大的消費(fèi)市場(chǎng)，自主品牌汽車獲得了千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。
        國(guó)內(nèi)、汽車企業(yè)間激烈的競(jìng)爭(zhēng)，需要不斷壓縮成本，擴(kuò)大利潤(rùn)空間。成本，成為汽車企業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。工裝設(shè)備投資占整車開發(fā)中70%～80%的費(fèi)用，而模具開發(fā)又占工裝設(shè)備投資中的80% 以上的費(fèi)用。因此，降低模具投資成本，對(duì)汽車行業(yè)發(fā)展，具有非常重要的作用。

        2 工裝模具投資結(jié)構(gòu)分析
        （1）傳統(tǒng)的模具生產(chǎn)過程中，不管是鋼板模具還是鑄造模具，均是全序開發(fā)。包含沖孔落料模和修邊沖孔模（一般修邊沖孔模具有兩副），左右對(duì)稱的制件如輪罩等可能還有分切模和沖孔模，占據(jù)了模具開發(fā)中1/3的費(fèi)用。
        （2）如鋼板模具中的落料沖孔模，如果先沖孔，則有可能導(dǎo)致模具zui終生產(chǎn)出來的關(guān)鍵孔位變形；而采用沖孔落料模（兩序）生產(chǎn)出來的沖孔件可能面臨孔變形、孔毛刺、邊毛刺、料邊多料或者少料，如影響裝車可能面臨反復(fù)補(bǔ)焊打磨修改模具。
        （3） 汽車研發(fā)速度加快但市場(chǎng)銷量不大。車型開發(fā)的速度越來越快，可能一個(gè)車型開發(fā)出來不到半年，其它車企相同款式的汽車半年后已經(jīng)開發(fā)出來，原有的市場(chǎng)已經(jīng)被瓜分；或者一款車型開發(fā)出來，銷量并不如預(yù)期的那么好，銷量平平，如果模具全部被投下去，可能就面臨工裝設(shè)備的投資成本難以收回。
        在這種情況下，降低工裝設(shè)備的投資成本，降低投資風(fēng)險(xiǎn)，提高投資收益率，就成為汽車行業(yè)的。即采用一種能替代模具的設(shè)備替代模具，并能長(zhǎng)期滿足各種車型普遍使用，進(jìn)行低成本運(yùn)作，激光切割技術(shù)就適應(yīng)了這種要求應(yīng)運(yùn)而生。

        3 激光切割機(jī)激光切割技術(shù)在沖壓行業(yè)中的應(yīng)用
        （1）激光切割機(jī)的應(yīng)用：激光切割機(jī)主要應(yīng)用在替代沖孔落料模和修邊沖孔模上，從而在模具上實(shí)現(xiàn)節(jié)約1副沖孔落料模，在拉伸模上實(shí)現(xiàn)節(jié)約2副修邊沖孔模，特殊情況下，如有切角模和落料模，也可以節(jié)約下來。
        激光切割一般來說，能切割厚0.1～16.0mm的冷軋、熱軋鋼板，能切割銅、鋼板、紙張、木材、布匹等，一般公差在±0.1mm內(nèi)。做支具簡(jiǎn)單、方便，更換快捷，污染小，生產(chǎn)成本相對(duì)較低，編制程序、校正程序快，后期出現(xiàn)孔偏、孔大更改簡(jiǎn)單，修邊過程中一般沒有毛刺。
        由于程序可反復(fù)使用，可以通過編制程序使激光切割機(jī)換件、繼續(xù)運(yùn)行，相對(duì)要求不高。可以根據(jù)生產(chǎn)需要和質(zhì)量的要求，調(diào)整程序從而實(shí)現(xiàn)激光切割頭的運(yùn)行速度。

 

        （2）激光切割的程序提率的途徑。
        如圖1形狀中的沖壓件，則*可以節(jié)省沖孔落料模，不用開發(fā)模具，用激光切割機(jī)直接編程直接進(jìn)行切割，具體如下：
        激光切割中G04X這個(gè)代碼可以反復(fù)運(yùn)用，這個(gè)程序是保證切割機(jī)可以保證程序在運(yùn)行結(jié)束后，暫停設(shè)定的時(shí)間后再次運(yùn)行程序進(jìn)行切割。作為激光切割機(jī)操作員，可以利用這段暫停設(shè)定的時(shí)間，進(jìn)行上下工序件，為下個(gè)制件切割作準(zhǔn)備。這個(gè)代碼能極大地提高切割過程中的效率。有時(shí)也可以通過調(diào)用子程序反復(fù)運(yùn)行切割相同的制件。
        有時(shí)也可以通過程序圖形鏡像后編制程序或者陣列運(yùn)行進(jìn)行落料，這樣一張板料可以不停地落料，提高運(yùn)行程序?？傊梢酝ㄟ^優(yōu)化編程等手段，提高激光切割的切割效率和激光切割的質(zhì)量，進(jìn)而提高沖壓件的質(zhì)量。
        （3）切割復(fù)雜形狀的制件，需要的注意事項(xiàng)。
        運(yùn)行復(fù)雜的程序之前，需要做專門的支具，并確認(rèn)支具放件平穩(wěn)，然后進(jìn)行教導(dǎo)程序進(jìn)行激光切割頭角度的校正，俗稱扳角度。扳角度關(guān)系到后期沖壓件的切割質(zhì)量，需要注意以下幾點(diǎn)：
        a.盡量保證角度垂直于工件表面，必須保證工件與切割頭沒有干涉；角度過渡自然；
        b.不同的工件表面采用不同的切割條件，確保切割質(zhì)量：
        采用不同的切割條件和激光功率，其切割出來的制件的效果不同。所以，操作和編程人員要針對(duì)不同的制件表面，采用不同的切割條件。一般來說，曲面形狀和變化劇烈的型面要采用較低的切割速度和較低的切割功率，型面形狀平緩的地方可以采用較高的功率和較快的切割速度。保證恰當(dāng)?shù)那懈钏俣?，才能保證制件定位不晃動(dòng)和切割之后的制件不產(chǎn)生誤差。如采用較高速度的切割速度，有可能保證切割之后的圓變形。
        c.保證制件在支具上安放平穩(wěn)，支具、制件定位均不晃動(dòng)。
        （4）激光切割的好處。
        激光切割機(jī)替代修邊落料模和沖孔落料模的好處為：孔位調(diào)整方便，孔徑變更快。模具更改沖孔位置需要重新打孔，并更換凹模套；需要考慮模具空間和沖頭布置；需要考慮孔到邊的距離，模具強(qiáng)度是否滿足；需要考慮孔放在什么工序上沖壓，能滿足產(chǎn)品對(duì)其的定義要求；切割孔可以放在拉伸序后切割，也可以放在整形序之后，只需要調(diào)整程序。相比之下降低了模具鉗工的勞動(dòng)強(qiáng)度，操作簡(jiǎn)單。
        激光切割機(jī)修改料邊簡(jiǎn)單快捷。模具更改料邊需要重新補(bǔ)焊打磨，工作量特別大，投人大量的人力、物力：焊條、打磨片等；而激光切割程序修改料邊只需要更改程序，則非?？旖莺?jiǎn)單，只需要2min。
        修改料邊沖孔可以在整形完成后再修邊沖孔，等模具把反彈等影響沖壓件精度的因素消除后再進(jìn)行切割，這樣提高沖壓件的精度；而按照一般思路，模具則受到?jīng)_壓生產(chǎn)效能等的影響，不能隨意更改生產(chǎn)順序，不能隨意增加模具。
        激光切割機(jī)投入成本相對(duì)低廉。生產(chǎn)過程中只需要操作工進(jìn)行編程、校正程序，切割過程中需要消耗混合氣體，需要投入支具。當(dāng)研發(fā)整車需要升級(jí)改臉等時(shí)，不會(huì)造成工裝設(shè)備大量的報(bào)廢，即使報(bào)廢，支具還可以二次利用，非常環(huán)保。
        激光切割機(jī)替代模具，生產(chǎn)衛(wèi)生環(huán)保。激光切割過程中不產(chǎn)生噪音，不對(duì)人造成傷害，勞動(dòng)強(qiáng)度低。切割過程中產(chǎn)生的噪音小，煙塵小，油污小。
        激光切割過程中切割質(zhì)量高，一般不會(huì)產(chǎn)生毛刺，誤差小，變形小，程序容易調(diào)整，能滿足沖壓件的尺寸要求。實(shí)際中大量的結(jié)構(gòu)件、覆蓋件內(nèi)板均能滿足使用要求。
        （5）激光切割機(jī)能用于模具維修。
        激光切割特點(diǎn)：割逢小，對(duì)制件變形影響小。
        在確認(rèn)制件的反彈時(shí)，傳統(tǒng)工藝直接上檢具并不利于確定那些無法檢測(cè)點(diǎn)的間隙。這個(gè)時(shí)候，就可以通過激光切割機(jī)針對(duì)這些部分，進(jìn)行切割后測(cè)量間隙，然后確認(rèn)反彈量。如采用火焰切割其制件變形比較大，不利于反彈的判斷，如下：

 

        圖2中：①*次切割后檢測(cè)的反彈間隙值；②第二次切割后檢測(cè)的反彈間隙值；③第二次切割后檢測(cè)的反彈間隙值。
        （6）激光切割的成本和缺點(diǎn)。
        激光切割機(jī)本身的精度要求高，對(duì)設(shè)備的保養(yǎng)維護(hù)要求高。特別是切割頭鏡片要經(jīng)常維護(hù)，否則，容易損壞鏡片；要求定期進(jìn)行換水，并要求只能使用蒸餾水；所使用的氣體純度要求較高，對(duì)濕度等要求較高。另外，激光切割機(jī)對(duì)操作人員的技能要求較高，要求有一定的英語閱讀能力、計(jì)算機(jī)操作能力和數(shù)控操作能力，有一定的沖壓基礎(chǔ)知識(shí)；對(duì)比較大的沖壓件，要求必須作支具，要求進(jìn)行制作并進(jìn)行維修；操作過程中對(duì)人員的技能依賴程度強(qiáng)，否則沖壓件容易產(chǎn)生掛渣、燒傷等。
激光切割機(jī)不適用于日產(chǎn)超出1500件量的生產(chǎn)，不適用大型外覆蓋件。

        4 結(jié)束語
        激光切割機(jī)作為一種新型替代模具結(jié)構(gòu)，對(duì)各種模具的替代性強(qiáng)，能降低單個(gè)車型非大批量生產(chǎn)的工裝設(shè)備投入，其干凈、衛(wèi)生、環(huán)保、高質(zhì)量、低成本受到各汽車企業(yè)的青睞，其未來發(fā)展趨勢(shì)，是成本更低，適應(yīng)性更強(qiáng)，效率更高，使用范圍更廣。
        激光切割機(jī)能替代模具的部分作用，但是不能*替代模具的作用。當(dāng)車型產(chǎn)量特別大的時(shí)候，其不適用于投入生產(chǎn)，如日產(chǎn)量超過1500臺(tái)的時(shí)候；激光切割機(jī)相對(duì)于模具替代性強(qiáng)，但是拉伸模、整形模具仍需要開發(fā)，而且模具的精度仍然需要提高，工件的反彈、扭曲、拉毛、起皺等問題仍需要解決；激光切割機(jī)對(duì)人員的技術(shù)依賴程度較高，不象普通壓機(jī)那樣，比較穩(wěn)定等。激光切割機(jī)成本相對(duì)較低，但是仍要投入，如設(shè)備維修、程序編制、氣體消耗等等。所以，激光切割機(jī)只是相對(duì)于模具的一種低成本選擇。在項(xiàng)目非正式生產(chǎn)和大批量銷售時(shí)，可以考慮采用激光切割機(jī)切割；當(dāng)生產(chǎn)達(dá)到一定程度時(shí)，從穩(wěn)定性和成本考慮，建議采用壓機(jī)生產(chǎn)。