與塑料模具不同，汽車覆蓋件模具工藝復雜、工序繁多。一般要經過拉延、切邊、沖孔、翻邊（整形）等工序，其中切邊工序周期最長。造成切邊模周期長的最直接的原因是確定切邊線需要用大量時間、反復摸索。傳統的切邊線摸索方法使模具制造周期很長，且企業生產成本也隨之增加較多。而隨著模具行業的競爭日趨激烈，要求模具的制造工期越來越短，且模具價格不斷下降，也要求模具企業進一步降低生產成本，使得新方法的使用迫在眉睫。

三維激光切割，正是順應了目前模具行業的迫切需要，它能有效提高汽車覆蓋件模具切邊線的摸索質量、減少摸索次數、加快切邊線確定的進程，可以有效縮短模具制造周期。

1激光切割原理

激光切割是利用經聚焦的高功率、高密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、燒蝕或達到燃點，同時借助與光束同軸的高速氣流吹除熔融物質，從而實現將工件割開。它是一種高速、基本無變形、加工質量穩定的加工技術。三維激光切割可以根據產品的變化隨形加工，完全滿足汽車覆蓋件切割的復雜要求。

2傳統的切邊線確定方法

汽車覆蓋件切邊模具大量采用Cr12MoV（對應國外牌號SKD-11）等合金鋼作為切刃，這些材料價格昂貴，在焊接工藝不當或多次焊接過程中容易開裂。如果開裂那么鑲件將報廢，一方面模具成本會隨著重新買料、加工而大幅增加，另一方面模具生產周期也會相應增長。故一般情況下，模具企業不會冒著可能大幅增加成本且增長生產周期的風險冒然加工切邊模具，都會先對切邊線進行幾輪摸索后才加工模具。

下面我們對傳統切邊線確定方法進行簡單介紹。

首先，我們將CAE軟件計算出來的理論切邊線放一定手工修正余量（一般2mm左右)編制二維劃線程序，然后將拉延模凸模放在機床上，并將已拉延完成的產品放在凸模上。我們用編制好的劃線程序在產品上劃線。由于汽車覆蓋件產品形狀復雜，且劃線是在普通三軸機床上進行，所以會有劃不到線的情況。圖1所示就是一個很好的例子，在產品很陡峭的地方二維劃線就顯得無能為力了，這時需要再輔以手工劃線。在對產品劃完線后，工人根據劃線，用火焰切割或用粗砂輪將不要的地方粗加工掉，再手工修出工件，接下來用該工件調試翻邊（整形）模具，最終壓出產品。并交由檢測人員檢測產品，根據產品情況，調整切邊線。最后，根據檢測結果改線，重新劃線、再試模，這樣反復數次。

根據上面對傳統的切邊線確定方法的介紹，我們不難看出：在傳統切邊線確定過程中，第一次劃線就與理論切邊線不一致，加上還有手工輔助劃線，并手工修出產品件，也就是說，一開始我們想得到的結果與理論有很大差距，每一次改修實際上已經不完全是建立在上次的結果之上了，這就注定了我們需要反復數次才能得到一個相對可靠的結果；另外，由于每一次改修都需要大量手工修正，極浪費時間，造成上一次試模與下次改修之間的時間間隔會很長，也增大了模具生產周期的壓力，還有就是每一次試模我們不僅會浪費產品樣件，更會占用大量機床設備，同樣也對模具成本控制也是挑戰。

總的來講，傳統切邊線確定方法最大的缺點是：手工修正占主導地位，人為干預多、周期長、成本高、質量低。

3 激光切割方法確定切邊線

與傳統方式相同，激光切割確定切邊線的方法也同樣要經過：編程、切割、試模、檢測、修改線、再切割、再試模的循環，都需要占用機床。有如下不同之處：

第一，編制的程序不再留手工修正量，而是與理論切邊線完全一致的三維加工程序，直接用于切割產品的。如圖2所示，它能保證切割過程始終與實際切邊狀態一致，沒有二維劃線所劃不到的情況。整個切割過程沒有手工干預，從源頭上保證了每一次加工得到的產品都與數模一致，從而將原來需要數次摸索才能得到的切邊線減少到僅需要3到4 次就可以完成。由于沒有劃線工序，也省去了手工切割的時間，使用激光切割可以將原來需要4小時（甚至更多時間）才能手工修出一個件減少到10分鐘左右，將原來需要幾天才能確定一個產品切邊線的時間縮短為僅需要幾小時。

第二，激光切割得到的產品質量很好，切邊線光順，外觀質量遠遠優于手工得到的產品。圖3是用傳統劃線+手工修正得到的產品，我們可以看出產品邊緣有明顯的黑皮，輪廓質量較差。圖4是用激光切割加工的產品，表面質量接近于模具直接加工出的產品，更符合實際需求。

第三，由于采用了專用機床，不會因產品劃線而影響其它模具生產進度，不再是一個簡單的串行方式，為企業競爭贏利更多的時間，占用更少的資源。

激光切割確定切邊線的方法特點：切割完全適應覆蓋件產品的復雜變化、完全模擬實際模具生產狀況、不需要手工修正、速度快、周期短、切割質量好。

4 激光切割編程與加工

與通用軟件不同，激光切割軟件一般不單獨銷售，基本上是同機床捆綁銷售。在激光切割機市場日本NTC公司的五軸激光切割機占有絕對優勢，它們捆綁的主要是PEPS PentaCut軟件。與機床捆綁銷售的好處是：軟件中事先已經定制好了機床相關數據，保證程序仿真的真實性與準確性，同時也保證了用戶生成的程序符合機床要求，杜絕了用戶因設置錯誤而造成撞機的可能。這類軟件顯得特別簡單、實用。

下面以PEPS軟件說明激光切割編程過程。

（1）數據準備。

PEPS軟件能夠直接讀入如UG、CATIA、PRO-E等文件，也可以讀入DXF、IGS、STEP等格式的文件，所以我們一般不需要對模型進行特殊的轉換。值得一提的是該軟件讀入模型時只認模型的絕對坐標，而對汽模來講我們一般模型的絕對坐標是汽車車身坐標。雖然在該軟件中通過一系列的移動、旋轉指令我們也可以將模型轉到合適的位置，但不如在UG、CATIA等軟件中改得那么快、那么直觀，故建議將原有模型的相對坐標轉換成絕對坐標。

（2）編程與仿真。

如前所述，由于軟件是與機床捆綁銷售，軟件也預設置好了機床的所有參數，在導入數模后我們僅需要做簡單的操作就可以使產品數模移到預定位置（一般是機床中心）?？紤]到產品在切割過程中可能變形，所以我們加工需要按一定的順序，根據經驗我們按先孔后輪廓、先內后外的方式，依次選取加工要素，只要我們確認選擇完成，軟件會自動計算出程序。原則上軟件會自動保證不過切、不碰撞、不超程，但有時也需要手工修改，不過該軟件較智能且容易操作，只要簡單幾步就可以將程序修正完成。

程序計算后，我們需要對程序進行仿真加工，仿真界面如圖5所示，我們可以方便地將機床的刀軸定位于任何地方。

（3）激光切割加工

圖6展示的是產品樣件，圖7是產品樣件正在切割。

5 激光切割的前景

雖然，三維激光切割機在國內還沒有普及，但隨著行業競爭的加劇，縮短周期、提高質量、降低成本是模具企業發展的必由之路。激光切割必將成為模具企業最有力的競爭法寶。