1 数控加工工艺分析

　　结合实际情况，如一些大型的汽轮发电机项目，磁极冲片较大，板材的余料每边仅能剩下5mm，即使制造出模具在冲床上加工的话，毛刺多，板材薄易变形，极易产生废件，所以激光切割是最好的选择。激光切割集合了智能化、精确化、通用化、简单化等特点，是数控加工的必备条件，也是在新时期、新时代更好发展的有利因素。

2 激光切割的特点

　　2.1 激光切割之所以精确是因为它基于“全飞行光路”原理，并配置TRUPFTLF激光器平面，配西门子840D 数控系统。它是完成数控加工的首要条件。激光切割是一种以激光为能源的无接触加工技术。激光束经聚焦其能量密度高达105~108瓦/平方厘米，足以汽化、熔化多种工程材料。在切割黑色金属时同时吹喷氧气，氧气与金属氧化反应，释放大量热能促使金属进一步熔化，同时高速气流可以排除切缝中的熔渣。因此激光切割具有切割速度快、材料变形小，精度高、噪音小等优点。

　　以L3050激光切割机为例，X 轴最大行程为3140mm，利用伺服电机运动，Y轴最大行程1580mm，利用磁悬浮系统运动。适用于加工各种型号工件，有大的行程，又有传动的精确性是保证质量的前提。同时，还配有ToPs100 编程软件，针对于激光切割机的专用软件。图1中虚线为激光束关闭情况下的路线，实线为切割路线（即要得到的工件）。ToPs100以最优化的形式安排加工路线，这样避开了重要配合部分作为起割点和结束点，与此同时也节约了时间，从这一点上更好的体现了它的智能化。

　　2.2 必须要求加工部件为全封闭图形，这样能保证图形从板材上剥离开来。我们利用UG软件的草图功能制图，通过对所有线条的约束，使图形完全封闭，避免了加工中出现的问题。图1磁极冲片分成六瓣，每一瓣都是一个封闭多边形，孔是单独的封闭圆形，这样激光可以连续进行加工；

　　2.3 ToPs100 特有的几种文件格式为GEO、TAF、JOB，加工中要进行排样，后置处理等等操作时，这些文件是不可或缺的。但同时ToPs100具有通用性，用AutoCAD 或UG 制图后，可以生成dxf、dwg、igs 文件，导入到ToPs100中，再进行加工操作就可以了。ToPs100提供的是简单的制图功能，所以这一功能是必须具有的。

　　2.4 交互式排样：软件操作方式的定义对于软件的使用性能有至关重要的作用，本系统的操作主要包括：选入零件、删除零件、选中零件、移动零件、旋转零件和翻转零件。通过交互排样，可以对自动化排样后不合适的零件进行调整，直到满意为止。加工件并不都是规则图形，板材尺寸形状的不同，就决定加工数量、摆放方式的不同。怎样才能最充分的利用材料，就需要编程人员细心地测量，在电脑上模拟，才能得到最优化的排样模型。图1中的磁极冲片尺寸为长2416mm、宽900mm，而料为2500mm伊1000mm伊3mm 的Q235钢板，每张钢板上只能加工出一片磁极冲片，剩余了一部分料可以分割出来以备加工小的零部件，其加工顺序为孔、各型，最后将未加工部分分离出来。

　　手工排样就是将不规则的单个工件进行旋转、移动等操作后，最合理的利用材料，如图2。我们可以通过以下这两个表格了解一些情况：

　　表1 中，主要说明板材的大小、重量，切削的总长度为14619.2mm，剩余材料占整张板的38.60%,通过排样了解到这已经是最省料的加工方式了，使余料能最大限度的成为一块料，以便加工其它单个小工件。

　　表2 中，主要说明单件的尺寸、面积、重量、数量，单件切削时间0.30min，单件切削长度2100.54mm。

排样是激光切割加工中最为重要的一个环节，同样成为数控编程过程中的难点。最为合理的利用板材是要通过编程人员不断地模拟实验，参数反馈，才能实现的。

　　2.5 编程中需要设置加工材料的尺寸、厚度、机床的功率、使用何种切削气体等等，这些参数都会从程序中反映出来，传输给激光切割机的。具体分析如下:

　　2.5.1 材料

　　主要有三种类型：不锈钢、铝合金和碳钢板。不锈钢和铝合金一般采用的切割气体是N2和压缩空气，而碳钢板通常则采用O₂ 。这样能保证最好的切削效果，避免切不断、切缝不光滑的情况发生。

　　2.5.2 厚度

　　激光切割机加工材料的厚度一般在0.5mm原8mm。板材越厚，其实际功率越大，压强越大，切削速度不易过快。区别在于Laser on和Laser off（即开激光和关闭激光）。激光与其它刀具一样，开激光时接触工件就进行切削，关闭时就进行跨越指令。在ToPs100中，有一个数据库存放着材料、板厚、切割气体的所有参数，生成后置时，直接加入到程序当中去。但是图3 的磁轭冲片，加工前要求先释放应力，此程序没办法一次生成，只能通过手工调整子程序顺序来完成预期的目标。

3 结束语

　　激光切割是现代加工行业中重要加工方式之一，要合理的利用这一工具就要了解它的特点。通过对激光切割数控加工特点的分析，将能更好的发挥它的作用，更能适应快节奏、高质量的生产情况。