与塑料模具不同,汽车笼罩件模具工艺复杂、工序繁多。一般要经过拉延、切边、冲孔、翻边(整形)等工序,其中切边工序周期最长。造成切边模周期长的最直接的原因是断定切边线需要用大批时间、重复摸索。传统的切边线摸索方法使模具制作周期很长,且企业生产本钱也随之增加较多。而随着模具行业的竞争日趋激烈,请求模具的制作工期越来越短,且模具价格不断降落,也请求模具企业进一步下降生产本钱,使得新方法的应用迫在眉睫。
三维激光切割,正是顺应了目前模具行业的急切需要,它能有效提高汽车笼罩件模具切边线的摸索质量、减少摸索次数、加快切边线断定的过程,可以有效缩短模具制作周期。
1 激光切割原理
激光切割是利用经聚焦的高功率、高密度激光束照射工件,使被照射的材料敏捷融化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。它是一种高速、基础无变形、加工质量稳固的加工技巧。三维激光切割可以根据产品的变更随形加工,完整满足汽车笼罩件切割的复杂请求。
2 传统的切边线断定方法
汽车笼罩件切边模具大批采用Cr12MoV(对应国外牌号SKD-11)等合金钢作为切刃,这些材料价格昂贵,在焊接工艺不当或多次焊接过程中轻易开裂。假如开裂那么镶件将报废,一方面模具本钱会随着重新买料、加工而大幅增加,另一方面模具生产周期也会相应增加。故一般情况下,模具企业不会冒着可能大幅增加本钱且增永生产周期的风险冒然加工切边模具,都会先对切边线进行几轮摸索后才加工模具。
下面我们对传统切边线断定方法进行简略先容。
首先,我们将CAE软件盘算出来的理论切边线放必定手工修正余量(一般2mm左右)编制二维划线程序,然后将拉延模凸模放在机床上,并将已拉延完成的产品放在凸模上。我们用编制好的划线程序在产品上划线。由于汽车笼罩件产品外形复杂,且划线是在普通三轴机床上进行,所以会有划不到线的情况。图1所示就是一个很好的例子,在产品很陡峭的处所二维划线就显得无能为力了,这时需要再辅以手工划线。在对产品划完线后,工人根据划线,用火焰切割或用粗砂轮将不要的处所粗加工掉,再手工修出工件,接下来用该工件调试翻边(整形)模具,终极压生产品。并交由检测职员检测产品,根据产品情况,调剂切边线。最后,根据检测成果改线,重新划线、再试模,这样重复数次。
根据上面对传统的切边线断定方法的先容,我们不丢脸出:在传统切边线断定过程中,第一次划线就与理论切边线不一致,加上还有手工帮助划线,并手工修生产品件,也就是说,一开端我们想得到的成果与理论有很大差距,每一次改修实际上已经不完整是建立在上次的成果之上了,这就注定了我们需要重复数次才干得到一个相对可靠的成果;另外,由于每一次改修都需要大批手工修正,极浪费时间,造成上一次试模与下次改修之间的时间间隔会很长,也增大了模具生产周期的压力,还有就是每一次试模我们不仅会浪费产品样件,更会占用大批机床设备,同样也对模具本钱把持也是挑衅。
总的来讲,传统切边线断定方法最大的毛病是:手工修正占主导地位,人为干涉多、周期长、本钱高、质量低。
3 激光切割方法断定切边线
与传统方法雷同,激光切割断定切边线的方法也同样要经过:编程、切割、试模、检测、修正线、再切割、再试模的循环,都需要占用机床。有如下不同之处:
第一,编制的程序不再留手工修正量,而是与理论切边线完整一致的三维加工程序,直接用于切割产品的。如图2所示,它能保证切割过程始终与实际切边状态一致,没有二维划线所划不到的情况。全部切割过程没有手工干涉,从源头上保证了每一次加工得到的产品都与数模一致,从而将本来需要数次摸索才干得到的切边线减少到仅需要3到4 次就可以完成。由于没有划线工序,也省往了手工切割的时间,应用激光切割可以将本来需要4小时(甚至更多时间)才干手工修出一个件减少到10分钟左右,将本来需要几天才干断定一个产品切边线的时间缩短为仅需要几小时。
第二,激光切割得到的产品德量很好,切边线光顺,外观质量远远优于手工得到的产品。图3是用传统划线+手工修正得到的产品,我们可以看生产品边缘有明显的黑皮,轮廓质量较差。图4是用激光切割加工的产品,表面质量接近于模具直接加工出的产品,更符合实际需求。
第三,由于采用了专用机床,不会因产品划线而影响其它模具生产进度,不再是一个简略的串行方法,为企业竞争赢利更多的时间,占用更少的资源。
激光切割断定切边线的方法特点:切割完整适应笼罩件产品的复杂变更、完整模仿实际模具生产状态、不需要手工修正、速度快、周期短、切割质量好。
4 激光切割编程与加工
与通用软件不同,激光切割软件一般不单独销售,基础上是同机床***销售。在激光切割机市场日本NTC公司的五轴激光切割机占领尽对上风,它们***的重要是PEPS PentaCut软件。与机床***销售的利益是:软件中事先已经定制好了机床相干数据,保证程序仿真的真实性与准确性,同时也保证了用户天生的程序符合机床请求,杜尽了用户因设置错误而造成撞机的可能。这类软件显得特别简略、实用。
下面以PEPS软件阐明激光切割编程过程。
(1)数据准备。
PEPS软件能够直接读进如UG、CATIA、PRO-E等文件,也可以读进DXF、IGS、STEP等格局的文件,所以我们一般不需要对模型进行特别的转换。值得一提的是该软件读进模型时只认模型的尽对坐标,而对汽模来讲我们一般模型的尽对坐标是汽车车身坐标。固然在该软件中通过一系列的移动、旋转指令我们也可以将模型转到合适的地位,但不如在UG、CATIA等软件中改得那么快、那么直观,故建议将原有模型的相对坐标转换成尽对坐标。
(2)编程与仿真。
如前所述,由于软件是与机床***销售,软件也预设置好了机床的所有参数,在导进数模后我们仅需要做简略的把持就可以使产品数模移到预定地位(一般是机床中心)。考虑到产品在切割过程中可能变形,所以我们加工需要按必定的次序,根据经验我们按先孔后轮廓、先内后外的方法,依次选取加工要素,只要我们确认选择完成,软件会主动盘算出程序。原则上软件会主动保证不过切、不碰撞、不超程,但有时也需要手工修正,不过该软件较智能且轻易把持,只要简略几步就可以将程序修正完成。
程序盘算后,我们需要对程序进行仿真加工,仿真界面如图5所示,我们可以方便地将机床的刀轴定位于任何处所。
(3)激光切割加工
5 激光切割的前景
固然,三维激光切割机在国内还没有普及,但随着行业竞争的加剧,缩短周期、提高质量、下降本钱是模具企业发展的必由之路。激光切割必将成为模具企业最有力的竞争宝贝。
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