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    淺析汽車覆蓋件模具制造技術

    淺析汽車覆蓋件模具制造技術

    • 分類:新聞中心
    • 作者:
    • 來源:
    • 發布時間:2013-02-20 13:52
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    【概要描述】車模具企業在主要加工硬件上與國際水平的差距正在快速縮小,主要體現在近年來,國內汽車模具企業大量地購置先進的數控設備,其中包括三軸至五軸的高速加工機床、大型龍門數控加工中心、先進的大型測量和調試設備及多軸數控激光切割機等,使國內企業生產汽車覆蓋件模具的水平和能力大大提高.甚至有部分企業已經達到世界先進同步水平。 加工能力的提升同時促進了加工工藝的改進。目前汽車模具的數控加工已由單純型面加工發展到包括結構面的全面數控加工;用于鑄造的泡沫實型由手工制作發展為采用整體分層數控加工;大量采用面向高效率、高精度、高表面質量的高速數控加工;由傳統的以人工操作按圖加工逐步形成目前的無圖、少人甚至無人化加工模式。

    淺析汽車覆蓋件模具制造技術

    【概要描述】車模具企業在主要加工硬件上與國際水平的差距正在快速縮小,主要體現在近年來,國內汽車模具企業大量地購置先進的數控設備,其中包括三軸至五軸的高速加工機床、大型龍門數控加工中心、先進的大型測量和調試設備及多軸數控激光切割機等,使國內企業生產汽車覆蓋件模具的水平和能力大大提高.甚至有部分企業已經達到世界先進同步水平。
    加工能力的提升同時促進了加工工藝的改進。目前汽車模具的數控加工已由單純型面加工發展到包括結構面的全面數控加工;用于鑄造的泡沫實型由手工制作發展為采用整體分層數控加工;大量采用面向高效率、高精度、高表面質量的高速數控加工;由傳統的以人工操作按圖加工逐步形成目前的無圖、少人甚至無人化加工模式。

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    • 發布時間:2013-02-20 13:52
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    一汽模具制造有限公司  李悅

           目前國內主流汽車模具企業在主要加工硬件上與國際水平的差距正在快速縮小,主要體現在近年來,國內汽車模具企業大量地購置先進的數控設備,其中包括三軸至五軸的高速加工機床、大型龍門數控加工中心、先進的大型測量和調試設備及多軸數控激光切割機等,使國內企業生產汽車覆蓋件模具的水平和能力大大提高.甚至有部分企業已經達到世界先進同步水平。
    加工能力的提升同時促進了加工工藝的改進。目前汽車模具的數控加工已由單純型面加工發展到包括結構面的全面數控加工;用于鑄造的泡沫實型由手工制作發展為采用整體分層數控加工;大量采用面向高效率、高精度、高表面質量的高速數控加工;由傳統的以人工操作按圖加工逐步形成目前的無圖、少人甚至無人化加工模式。
    由于我們制造大型精密模具起步較晚,雖然在加工硬件方面可以通過采購快速提高能力,但在設計制造經驗積累、制造工藝水平、模具材料等方面與國外先進模具制造公司相比仍有較大的差距。我們近年來汽車模具市場伴隨著汽車主機市場的需產品逐步由A級,B級向高檔精密復雜C級轎車模具轉變,我們也越來越重視這些方面的技術提升。但這些方面對于任何一個先進模具企業都屬于技術機密,我們不得不主要依賴干自主技術研發與創新。
    1.設計.調試經驗數據積累機制的建立
    不斷探索模具開發前期的精細化設計模式。所謂精細化設計主要包括:穩健合理的沖壓工藝設計、全工序cAE分析、回彈預測與補償、精細模面設計等方面,其目的就是盡一切可能將傳統的模具后期調試工作前移到設計階段,模具制造過程中通過白光掃描等檢測手段嚴格保證機加工精度。模具首輪調試時要求工藝設計員、模面設計員等必須在現場,分析首次試模缺陷的原因以及確定優化方案,并且將一次次的優化過程逐一保存,最后記錄下模具最終狀態,包括拉延筋、拉延圓角、型面間隙變化、型面過拉等內容,最終將整個模具型面通過照相掃描后保存到數據庫。實際零件的應變變薄信息通過網格應變測量設備如圖4所示進行提取,并與CAE分析結果進行比較分析。
    這些資料不斷的積累、整理、分析、存檔及修改,最終匯總成企業的設計經驗數據庫,在以后的類似工件的設計工作中應用。

    2.基于鑄件毛坯掃描點云的模具開粗加工
    受國內鑄造水平的限制.大型鑄件毛坯往往存在變形、余量不均等問題,導致數控開粗加工安全性1匠.加工效率低的現象。隨著白光掃描技術普及應用,這類問題得到有效控制。目前主要采用白光掃描設備快速采集鑄件表面數據,生成可以直接用于數控編程的加工毛坯,采用大直徑盤刀、分層小切削、快進給的方式,加工效率得到大幅提升,空走刀減少lOO%,數控粗加工效率提高30%左右。

    3.基于板料變薄及壓機彈性變形的模面補償
    通過長期模具開發實踐,我們發現一個問題:經高精度數控加工后的模具,在精度檢測非常好的前提下,模具在壓機上工作時,其合模間隙即我們常說的模具合模率并不理想.鉗工仍需要大量的手工研合工作保障模具的動態合模率。通過分析總結,我們找到了影響合模率的幾個主要因素:精加工后的淬火變形、沖壓板材變薄的不均勻性、模具隨壓機工作臺發生彈性變形。針對這些因素,我們采取相應策略,如采用淬火后精加工的工藝路線;模面設計時根據CAE分析的板料變薄結果及壓機彈性變形規律進行反向變形補償,在生產中取得了較好的應用效果。

    4.應用激光表面淬火(強化)與激光溶覆技術減少模具淬火變形
    采用淬火后精加工的工藝路線可以有效控制模具的淬火變形問題,同時也帶來一些其他問題,如硬化層減薄、加工效率低、刀具消耗大等。采用激光表面淬火(強化)技術是徹底解決相關問題的發展方向。激光輻射金屬表面時,在極短的瞬間即可把材料表面層加熱到很高的溫度,使其發生相變,由于加熱時間極短,致使材料表面冷卻速度很高,約為一般淬火冷卻的103倍。由于以上特點,激光表面強化層具有一般熱處理不同的性能,處理后表面硬度比一般硬化工藝要提高20%一40%,耐磨性提高l~3倍。溫度不超過300℃、材料為鋼或灰鑄鐵、GM241的模具表面硬化處理,硬化層深度可達O.5mm以上,硬度可達HV800以上。淬火硬化層組織為超細化的馬氏體及碳化物。根據具體工況及材質,激光淬火后的表面耐磨壽命可達5~10倍,而且最重要的就是淬火后變形相對火焰或感應淬火小許多。應用激光表面淬火(強化)技術受使用成本、淬火效率等因素的影響,目前只是小范圍應用嘗試中。
    5.結語
    基于大型汽車模具精密、復雜、單件生產的特點,制造此類模具勢必大量采用先進的加工、測量設備。引進這些設備的同時必須同時促進系列制造工藝、制造流程等方面的改變與升級。通過優化加工工藝路線,針對影響模具加工效率、加工質量等方面的諸多問題進行深入研究,不斷提升我們的模具制造水平。 

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