作者：張憲 編譯 來源：《工具展望》
[E6ceX0 n$7 *L9)(C 為了滿足用戶對生產(chǎn)效率和加工精度的要求，研究人員和設(shè)備制造商正在努力突破傳統(tǒng)的
銑削、鉆削、車削、磨削等加工方法的限制。伴隨著對傳統(tǒng)加工工藝的持續(xù)改進(jìn)和完善，各種新穎的切削技術(shù)和加工方法也在不斷涌現(xiàn)出來。下面介紹一些已經(jīng)成功應(yīng)用的現(xiàn)代加工技術(shù)，還有許多新的加工方法正在研究開發(fā)之中。
L, nb< U,6 sR 激光切割加工
i^A=nsD` '!?t+L%gO 自從
激光器在上世紀(jì)60年代首次問世以來，其種類、尺寸和應(yīng)用范圍一直在不斷拓展。目前
激光技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)重點(diǎn)主要包括：①改善用戶友好性和易于操作性；②易于維護(hù)保養(yǎng)；③提高“即插即用”能力；④縮小設(shè)備體積以應(yīng)用于醫(yī)療和電子行業(yè)；⑤提高精度；⑥適應(yīng)利基生產(chǎn)和大批量生產(chǎn)的柔性能力。
C t~j/. V,'_BUl+x 近二十余年來，
激光加工技術(shù)已成為鈑金加工中的一個(gè)重要組成部分，不斷增大的激光功率使生產(chǎn)率獲得了大幅度提高。此外，激光加工設(shè)備還具有許多各不相同的設(shè)計(jì)特點(diǎn)。
^>Z7."uGY A8ef=ljM? 世界著名激光加工設(shè)備制造商Trumpf公司非常重視激光加工設(shè)備的多功能性，并且一直向用戶提供二維和三維激光切割系統(tǒng)。由于激光加工極具柔性，因此能很好地解決許多企業(yè)管理者面臨的兩難抉擇——是面向單件小批量加工的“利基市場”還是實(shí)施大批量生產(chǎn)？Trumpf公司的三維激光加工系統(tǒng)可以方便地定制為上述兩種加工類型中的任何一種。在大批量加工的汽車制造業(yè)，該系統(tǒng)被用于汽車車身的精確切割，切口清晰干凈，并且不存在熱影響區(qū)（HAZ）的問題。利用激光的切割能力，可以簡化相同型號汽車車身的制造過程。例如，激光加工系統(tǒng)可以在最終生產(chǎn)工序切割出汽車方向盤的位置，無論它是位于車身的左側(cè)還是右側(cè)。用激光切割掉車頂，就可以將一輛轎車變成一輛敞篷車。通過增加幾個(gè)焊接件，就可以將轎車變成皮卡。這樣可以減少車身沖壓
模具和操作工人的數(shù)量，大大提高生產(chǎn)率，即激光加工系統(tǒng)能夠在無需工具的情況下實(shí)現(xiàn)柔性制造。
p>3QW3< AcXVf k z Trumpf公司還能為加工車間提供激光切割機(jī)和激光折彎機(jī)，從而使盒類結(jié)構(gòu)部件的制造更為容易。首先用激光切割機(jī)對金屬板材進(jìn)行切割，然后用激光折彎機(jī)使工件成型。最新的技術(shù)進(jìn)展則是在鈑金加工車間再增設(shè)一個(gè)激光焊接站。
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: %N(>B_t\ 三維激光切割系統(tǒng)在汽車制造業(yè)的另一個(gè)應(yīng)用是切削高強(qiáng)度鋼。為了提高汽車零部件的強(qiáng)度和減輕其重量，汽車制造商正越來越多地使用更為強(qiáng)韌的金屬材料。但隨之而來的問題是這些材料非常難切削，造成
刀具磨損率急劇升高，以致采用常規(guī)切削工藝無法實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性加工。
EfpMzD7/( o:3(J } Trumpf激光能夠輕松而快速地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜切削而無需后續(xù)二次加工。開發(fā)這種激光加工系統(tǒng)需要解決的一個(gè)大問題是誤差的累積，其中包括工件的誤差、激光系統(tǒng)的誤差和工件夾持系統(tǒng)的誤差。而工件夾緊問題使事情進(jìn)一步復(fù)雜化，由于工件上沒有可用于安全可靠夾緊的孔，因此需要設(shè)計(jì)特殊的夾具，以確保工件在加工時(shí)不會引起任何變形。
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S13 帶有五軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械臂的CO2激光加工系統(tǒng)已經(jīng)投入使用，根據(jù)工件材料的不同類型和不同厚度，可選用3000～6000W的激光功率。為了達(dá)到汽車生產(chǎn)所要求的加工速度，這種激光加工系統(tǒng)集成了一個(gè)轉(zhuǎn)臺式工件夾持系統(tǒng)，使激光能夠穩(wěn)定地工作。
2 @T~VRy ;~d$O M 激光輔助加工
@H~oOf :i0;jWc b 激光輔助加工是人們很久以來就一直在研究的加工技術(shù)，現(xiàn)在該技術(shù)已開始走出實(shí)驗(yàn)室，投入實(shí)際應(yīng)用。在加工時(shí)，通過
光纖或其它光束傳導(dǎo)裝置將激光束投射到工件上，正好位于刀具前面。激光產(chǎn)生的熱量可使工件軟化，使其變得易于切削。該方法可用于難加工材料如鉻鎳鐵合金（Inconel）、鎳基高溫合金（Waspaloy）或陶瓷等的切削加工。例如，激光輔助加工
機(jī)床能像切黃油那樣輕松地切削陶瓷材料，并且可以獲得高質(zhì)量的加工表面（表面粗糙度可達(dá)Ra0.5µm或更好）。
EEK!'[<,sE O `GF | 在激光輔助加工中，可以采用常規(guī)的CBN刀具或陶瓷刀具，由于工件材料變得易于切削，因此刀具壽命可以大大延長。
&HAu;u@ Y` 4 LMK[] 由于用于加熱的激光束被緊密聚焦，因此加熱的范圍僅局限于實(shí)際切削區(qū)周圍。熱量將被切屑帶走，因此不會因加熱而改變材料切削的物理性質(zhì)。在切削過程中，激光的功率可以調(diào)整，以便與被切削工件輪廓相互匹配。激光加熱一般使用功率水平為200～500W的
半導(dǎo)體激光器或CO2激光器。
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