激光切割件的表面精加工应用案例

文／李国强·利玛（天津）机械设备有限公司

激光切割件的表面精加工应用案例

文／李国强·利玛（天津）机械设备有限公司

上世纪八十年代中期以来，激光切割技术在制造、加工行业中慢慢得到应用。最早的激光切割机应用在发动机制造和钣金加工制造行业。1988年，Jürgen Schröder完成学业后，在父亲位于不来梅附近城市特丁格豪森的工厂，成立了PS激光技术公司。

Jürgen Schröder在对激光切割技术做了充分了解后，便信心满满地带着这项拥有超乎想象的加工质量和让公司能迅速壮大的技术拜访他的客户。“一开始我们将激光切割技术应用到金属板材切割当中，很快我们就有了大量订单”，Jürgen Schröder说，“我们的客户一直非常支持我们。”

“自信源于同行的认可”，车间经理Volker Brinkmann解释说，除了切割普通的工件，我们接到越来越多的零部件装配订单，这就要求我们对工件进行折弯和三维切割加工，根据这些要求，我们必须提升加工能力——切割和焊接技能。在过去的25年我们为欧洲1200多家机械加工、工程设备、汽车制造、电子电气、医疗设备厂家提供加工工艺和设计方案。我们坚持每天学习新的应用程序，客户和我们的盈利都源于这种策略。例如，我们为钻井平台制造的霍克防漏不锈钢油桶，它要求产品100%防漏记录和焊接检测。我们必须要在14天内达到订单要求，精确记录所有加工参数，从而为将来的订单提供质量保证。为此，我们购置了先进的加工设备，包括12台激光切割机、1台激光切管机、1台5轴联动激光切割和焊接加工中心、7台折弯机、1台折弯机器人、2台焊接机器人、2台矫平机、3台加工中心以及专门用于工件表面加工处理和去毛刺的设备。去年我们的钢材加工量达到17000t。

去除氧化皮和表面精加工

激光切割加工不需要切削工具，也不受工件形状限制，就可以实现高精度的切割效果，这种加工优势非常有利于耐磨材料的切割，并很快被钣金行业所接受。当加氧切割时，钢材切割面形成的氧化层和锋利边角会降低工件表面油漆或镀锌层的附着力，时间久了会生锈，特别是户外使用的钣金件，如农业机械，边角油漆破损将会生锈。“为解决这个问题”，Jürgen Schröder说，“我们在2011年就引进了一台德国利玛SM系列的去毛刺机（图1），去除毛刺的同时去除氧化层，最终在工件表面完成均匀精加工的效果。”

刃口倒角和表面精加工

“我们和客户一样”，Jürgen Schröder说，“很快意识到倒角处理带来的好处，工件有一个很好的视觉效果，同时，倒角也大大减少了油漆脱落，工件不像从前那样容易生锈了。倒角的另一个优势是降低了人工接触工件时被割伤的危险，越来越多的客户强调工件去毛刺的要求。因此，我们开始在市场上寻找一款最能符合我们加工要求的机器，当位于巴德乌尔查赫市的利玛机器制造有限公司测试完我们的试件后，我们找到了一款高效的、一次进料就能实现工件上下两面同时去毛刺和倒角的机器。这款机器就是我们需要的。”我们购买了利玛的SBM-M 1500 S2型机器，这台机器有1500mm宽的通过式进料台和两套上下对称的倒角研磨工具（图2），目的就是边缘倒角，加工过程中磨料在清洁工件表面的同时不会对工件有任何的磨削，磨片对工件厚度尺寸不产生任何影响，甚至可以在不破坏表面覆膜的情况下加工覆膜工件。

为了确保质量，Jürgen Schröder将不同材质的工件分在不同的部门加工，目前有碳钢加工、不锈钢加工及合金钢加工三个部门。去年，我们加工了3500t不锈钢，所以这个部门想投资一台机器用来去毛刺和表面精加工，使用利玛产品的成功经验让我们又回到了巴特武尔察赫的利玛公司，为满足适应性强和及时交货的要求，供应商同意直接提供服务和零配件，这让我们决定买一款利玛位于北昆公司制造的SMD 545型机器。

边缘倒角和表面精加工

“我们的不锈钢板材”，Jürgen Schröder解释说，“厚度在0.5～60mm之间。利玛SMD 545型机器最大可加工厚度为160mm，这就够用了，而且为今后的加工留足了余地。”这些工件通过叉车从激光机转运到利玛机器SMD 545(图3)前。

SMD 545型机器是利玛5系列机器里的一款干法加工机，根据客户要求，最多可配置5个加工工位，实现打磨、去毛刺和倒圆角等表面处理要求。工作台宽度有1350mm和1650mm两种可供选择。砂带加工工位后面可配置顶刷或辊刷工位，两个工位的加工磨头即顶刷盒和辊刷头可以在短时间内完成更换，这使机器具备了一机多能的通用性特点，可以满足客户多样化的加工需要。

这台SMD 545型机器配置4个加工工位，机台宽度为1350mm，工件放置在通过式进料平台上，送入机体后由数根包胶夹持压辊夹持送料，将不锈钢件牢牢压在进料皮带上使其安全通过加工区域，每个加工工位前后设置一组压辊（两根），可以保证在设定速度下工件送料的安全性。

这台机器配备了两个砂带加工工位和两个顶刷加工工位，砂带用来去除激光切割工件表面的毛刺，为后面旋转并摆动的顶刷倒圆角加工做准备（图4）。工件最终的加工效果会受速度、工位配置、砂带、顶刷规格和粒度的影响，所有这些数据都存储在程序中以便日后随时调用。机器配置了触屏系统操控起来更方便，所有加工工位都可以单独操控，根据加工目标要求能够任意配置加工工位。每个工位都可以非常精准地调控磨削力和速度，当打磨或去毛刺加工时，进料速度（0.5～18m/min）和砂带/磨刷切削速度均可调整，以达到最佳加工效果。控制系统可存储1024套程序。

该机的加工原理为实现激光切割件完美的表面加工效果（图5）起了关键作用。砂带工位配置了光电开关和气缸，确保砂带无故障运转。顶刷每分钟左右摆动120次。利玛公司同时也为客户提供高品质大容量的除尘装置（图6）。另外配置了传送带清洁刷，在实现高品质表面处理和小件无故障通过机器进行加工的过程中起到了重要作用。利玛机器的设计结构合理，通过打开大门、移除盖板就可以接触到所有组件，大大方便了机器的维保工作。

利玛机器的上述特色使所有工件达到了完美的表面处理效果，满足了客户的各类需求，这些需求的范围还在不断扩大。