汽车零部件加工切割技术的改进及应用_汽车零部件加工切割技术的改进及应用

1.激光切割的原理及应用

2.平铣是什么意思

3.激光切割机主要用于什么行业，可以切割什么？

汽车模具在汽车制造中占有举足轻重的地位，被誉为“汽车工业之母”。一直困扰着汽车模具开发的三大难题:提高模具加工质量、缩短加工周期、降低生产成本。如何开发和应用先进的加工技术是解决这三个问题的有效途径。

模具零件成组加工技术是在解决上述三个问题的背景下产生的，主要针对相似或镜像模具零件(活动凸模、压板、镶块)的加工问题:通过简化相似零件的制造工艺，优化数控编程，实现离线装夹和柔性数控加工，有效提高了模具的加工精度和效率，有效控制了设备和人工成本。

在模具零组加工制造技术项目中，一些关键技术得到了开发和应用，为后续的先进技术打下了良好的基础。

模型插入物

镜面模压板

01现状

活动凸模、压板和镶块是模具中的重要工作部件。原来的加工方式是单件数控加工，每次加工在一台设备上只安装一个镶件，每件需要对中一次。嵌件加工的周期和质量直接影响模具制造的周期和质量。

存在的问题

1.活动凸模、压板、镶块工序复杂；

2.由于镶件数量多，压板加工内容过多，导致与底板和滑块加工节奏不匹配；

3.不一致的加工标准会导致加工误差的累积，从而导致装配过程中经常出现问题。

4.设备的灵活性低，操作人员单件的时间长，导致成本消耗高。

02技术理念和目标

以模具镶块为例:

技术目标

1.加工效率从3件/天提高到10件/天；

2.通过提高制造精度，最大限度地逼近设计理论值，还原设计意图，满足装配要求；

3.实现了离线装夹，加工时间缩短20% ~ 30%；

03方案

1.成组加工方案的制定

2.基板的设计和配方

3.工艺安装板上元件的排版

4.开发编程模板并生成数控程序。

5.组件式数控程序快速机床仿真及后置处理技术

6.凹面r的分层清根技术开发。

7.引导离线夹紧。

8.数控程序在线评估与现场互通

技术困难

1.离线快速夹紧和在线精确对准技术的发展。

2.焊盘制造设计方案

3.成组零件的数控编程排版技术

4.数控程序快速机床仿真技术的发展

5.如何快速将NC程序发布成NC设备识别的代码文件？

6.解决影响轮廓加工精度和刀具寿命的光切技术问题。

7.如何让工艺、数控程序、数控加工更快更有效的形成一个互通系统？

04核心技术与创新

模具零件(镶件)的快速夹紧和精确对准技术

针对模具零件形状相似、件数多、单件加工导致加工程序复杂、耗时长、成本高的问题，通过模具成组技术的开发应用，一次装夹找正技术可以实现零部件的离线装夹，数控设备一次找正可以完成多个镶件的加工。

这种装配卡子是根据工艺指导书制作零件的螺孔，然后选取零件最远的两个螺孔，一个作为定位螺钉，一个作为安装螺钉，最后将卡子快速安装在T槽内；精密对准技术用安装板上的D10基准销，用统一基准的原理，减少单件加工带来的误差积累，提高加工精度。

现场装配夹图

模具部件(活动凸模、压板和滑块)快速夹紧和精确对准技术

作为模具部件的可动冲头和压板在工艺安装板上的定位依赖于定位用十字键，并且基准与可动冲头上的基准球和压板上的三个销孔对准。

由于滑块在模具零件中的形状、结构、尺寸差异较大，在工艺安装板上原有的定位方式会导致滑块因锁模力过大而变形；如果夹紧力不足，工件容易松动，加工与压板、螺丝会有干涉。针对这一问题，用了双磁路切换原理的新型夹具，通过电控装置切换磁路，实现系统内外磁力线的转换，达到松驰夹紧的目的。

上面的描述是关于在工艺安装板上和从工艺安装板上形成装配夹以及模具部件(活动凸模、压板和滑块)的在线精确对准的技术。该技术为后续项目的顺利完成提供了良好的前提条件。

垫板设计方案的制定

1.进行特殊的T型槽工艺安装。

压板用十字键定位。

用四个磁性工作台并排夹紧滑块。

①工艺安装板的T型槽宽度和位置度公差为0.05毫米

② X和Y标记每个T槽，以区分T槽的位置。

工艺安装板示意图

2.制作一个特殊的定位螺丝来定位十字键。

(1)专用定位螺钉具有定位和紧固功能。

②定位十字键用于确定插件在工艺装置上的位置。

工艺安装板实物图

工具:十字键、固定螺钉

数控程序中零件的排列及刀具轨迹生成技术

根据零件加工的基础，用MP工艺对Linker3D实体和轮廓进行建模，用DL工艺线进行刃口和轮廓的切割。利用UG软件中的变换和重定位功能进行排版编程，保证排版的合理性。

组件排版

排列规则如下:

1.确保嵌件的定位螺钉位于工艺板的定位点上，

2.安装螺钉和定位螺钉在一条水平或垂直的线上，

3.插件的底部在工艺板上。

4.禁止将镶块夹在安装板最里面一排的键槽中，以防止干涉和碰撞。

数控程序刀具轨迹生成:在UG编程软件中调用我公司开发的镶块加工模板，在现场对准的基准销上设置加工坐标系，启动零轨迹检测程序，检查毛坯的正确性。由于粗加工和精加工的设备不同，并且考虑到后续的热处理工艺，粗加工和精加工程序是分别生成的。根据现场刀具库的设备和粗、精加工的精度要求，在生成程序中对机床的主轴转速、进给量和切削余量进行测试，最终固化参数。

插入处理模板

平面加工方法(圆切割或线切割)

陡峭轮廓(等高)的加工方法

轮廓加工

型材分层清根高效切割技术

高效分层清根技术的开发与应用

通过引入剩余毛坯来计算凹角区域的加工余量，开发成功。分层清根技术，切削余量均匀，切削力稳定，改变了以往单层清根方式的弊端，保证了加工过程的顺利进行。

问题:

1.常规清根耗时较长，约占型材加工的25%；

传统牙根清洁

分层根部清洁

2.加工余量不均，刀具易破损；

刀具损坏

3.余量不均，清根容易过切。

随着余量夹角的变化而变化。

数控程序的发布与后置处理技术

在NX4.0上生成数控程序刀具轨迹后，需要对程序进行后置处理，生成数控设备可识别的Funuc和Fidia代码文件，最终用于现场数控加工。

1.节目后列表

嵌件夹紧示意图(A4格式)，标明定位螺钉和安装螺钉的位置。

粗加工、半精加工、精加工出一个程序清单。

一种机床头部仿真技术

切削工具和机床的干涉检验.程序安全性

1.检查刀具和工件之间的干涉和碰撞。

2.检查机头和工件之间的干涉和碰撞。

处理干扰

机床头部干涉

数控程序在线评估技术

数控铣削操作工根据生产任务在网上下载数控程序单和后置处理文件，按照工艺指导进行生产操作。对于加工内容的应用程序，在完成操作后，对照3D实体检查被加工零件的形状、尺寸和精度，并对程序员制作的程序进行在线评价，更方便程序员和现场操作人员的技术交流。

创新点1

实现离线元件的快速夹紧和在线精确对准。

创新点2

工艺垫的设计思想和配方

创新点3

成组技术的开发和应用具有集成化、高效化和精确化的特点。

05值

利用活动凸模、压板、镶块的成组加工技术，实现一次加工多件的工艺(受机台限制，最多只能加工5件镶块，使用2个活动凸模和压板)。

预计可以实现以下好处(按单次插入计算):

1.t(周期):嵌件制造周期减少0.44 0.4 = 0.84小时/块，压板和活动凸模制造周期减少4.5小时/块；

2.c(成本):镶块降低制造成本(人工成本数控成本)=(0.44±0.0.4)×150 = 126元/件，压板和活动凸模降低制造成本4.5 * 500 = 2250元/件；

3.q(质量):通过将多个工件与基准对准，减少了对准带来的误差，提高了嵌件、压板等类似工件的加工质量；

4.q(能力):数控机床在线运行时间减少=0.5 0.14 0.4=1.04小时/块，数控机床加工能力提高。按照每年450套标准模具，每套标准模具镶件数为25件；平均一个标准套筒加两个压板和活动凸模可以减少制造周期(0.84×450×25)(450×2×4.5)= 9450 4050 = 13500小时，三年减少制造成本= 3× (126× 25× 450) 3× (2250)。

1.模具零件的加工从单件加工发展到多件加工，对模具制造能力的提升具有里程碑式的意义；

2.通过对成组加工技术的有效掌握，大大提高了操作人员的工作能力，减轻了他们的疲劳；

3.规范零部件加工流程，提升现场加工管理能力；

4.该技术开发中的关键技术将为未来的项目铺平道路，并具有可持续性。

06结论

模具零件成组加工制造技术解决了模具相似零件和镜面零件的加工制造问题。成组加工中的批量加工大大简化了工艺流程，提高了模具的数控加工效率，提高了模具表面的加工质量，缩短了模具制造周期，降低了操作人员的劳动强度。严格做到模具组装合格率，为后续模具调试争取足够的时间；自动化模具加工已经成为模具制造的主流趋势。接下来要使用成熟的成组加工技术，更好的服务于自动化模具加工。

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激光切割的原理及应用

平机活是一种机械工艺的处理方式，指的是将硬质材料放置于平整的工作台上，利用机器设备对其进行加工和切割的技术。平机活广泛应用于多个领域，例如制造业、汽车制造和航空航天领域等。通过平机活，可以实现高精度和高可靠性的零部件生产，为各个行业提供关键的制造基础。

平机活的工艺过程是非常繁琐的。通常需要进行多次切割和加工才能实现最终的零部件产品，同时还需要依靠专业的技术工人进行精细调整和处理。由于平机活需要高精度的工具和设备，成本和难度都比较大，因此需要一定的专业知识和经验才能胜任该工艺。

总的来说，平机活是一种高难度的机械加工技术，具有广泛的应用。随着技术的不断进步和设备的不断改进，平机活技术将会更加普及和成熟。未来的发展趋势将是自动化和智能化。为了更好地适应未来的发展，工作者们需要不断地提升自己的技术水平，并在不断尝试新技术的同时，保持着对传统工艺技术的理解和尊重。

平铣是什么意思

激光切割是由激光器所发出的水平激光束经45°全反射镜变为垂直向下的激光束，后经透镜聚焦，在焦点处聚成一极小的光斑，光斑照射在材料上时，使材料很快被加热至汽化温度，蒸发形成孔洞，随着光束对材料的移动，并配合气体（有二氧化碳气体，氧气，氮气等）吹走熔化的废渣，使孔洞连续形成宽度很窄的（如0．1mm左右）切缝，完成对材料的切割。

（1）激光切割的原理

激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、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。激光切割属于热切割方法之一。激光切割的原理见下图。

（2）激光切割的分类

1）汽化切割

利用高能量密度的激光束加热工件。在短的时间内汽化，形成蒸气。在材料上形成切口。材料的汽化热一般很大，所以激光汽化切割时需要大的功率和功率密度。

激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料（如纸、布、木材、塑料和橡皮等）的切割。

2）熔化切割

激光熔化切割时，用激光加热使金属材料熔化，喷嘴喷吹非氧化性气体（Ar、He、N等），依靠气体的强大压力使液态金属排出，形成切口。所需能量只有汽化切割的1/10。

激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割，如不锈钢、钛、铝及其合金等。

3）氧气切割

它是用激光作为预热热源，用氧气等活性气体作为切割气体。喷吹出的气体一方面与切割金属作用，发生氧化反应，放出大量的氧化热；另一方面把熔融的氧化物和熔化物从反应区吹出，而切割速度远远大于激光汽化切割和熔化切割。

激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料。

4）划片与控制断裂

激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描，使材料受热蒸发出一条小槽，然后施加一定的压力，脆性材料就会沿小槽处裂开。激光划片用的激光器一般为Q开关激光器和CO2激光器。

控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生局部热应力，使材料沿小槽断开。

激光切割的应用范围

大多数激光切割机都由数控程序进行控制操作或做成切割机器人。激光切割作为一种精密的加工方法，几乎可以切割所有的材料，包括薄金属板的二维切割或三维切割。

在汽车制造领域，小汽车顶窗等空间曲线的切割技术都已经获得广泛应用。德国大众汽车公司用功率为500W的激光器切割形状复杂的车身薄板及各种曲面件。在航空航天领域，用激光切割加工的航空航天零部件有发动机火焰筒、钛合金薄壁机匣、飞机框架、钛合金蒙皮、机翼长桁、尾翼壁板、直升机主旋翼、航天飞机陶瓷隔热瓦等。

激光切割成形技术在非金属材料领域也有着较为广泛的应用。如氮化硅、陶瓷、石英等；柔性材料，如布料、纸张、塑料板、橡胶等。

激光切割机主要用于什么行业，可以切割什么？

根据你提供的信息，我将尝试为不熟悉平铣的读者提供关于平铣的定义和用途。

在机械加工行业中，平铣是一种常见的加工方式。它使用切削工具将金属或其他材料表面上的不规则物体切除或削平，使得该表面呈现出平滑的状态。这通常是通过沿着材料表面来回运动的刀具实现的。

在平铣的过程中，工件被固定在一个被称为工作台的平面上，刀具则通过在不同方向上的移动来切割材料，从而形成所需的形状。通过对刀具和工件的不同角度和高度的精确控制，平铣可以生产出各种精密零部件和工件。

平铣通常被用于制造需要平坦表面和有规律的平面结构的零部件。这包括制造汽车引擎和机械零件，以及制造电子和计算机配件等行业应用。平铣还可用于制造塑料和金属的模具和模型以及切割木材、钢材和玻璃等材料。

由于平铣加工可以精确控制材料的形状、大小和表面平整度，平铣机还被广泛应用于金属加工、模具制造、汽车零部件加工、航空航天和矿等重要领域。

自20世纪初期以来，平铣技术已经得到了大幅度的改进和发展。现在，随着电子计算机和自动化控制技术的不断进步，自动化平铣的应用越来越广泛。这类机器通过使用计算机编程，可以自动确定刀具数字、发射和索赔的速度、材料的深度和方向、以及其他加工参数。这提供了重复性和精度的佳绩，并大大提高了生产效率，尤其是对于大批量生产的制造商来说。

激光切割机的十大应用行业

随着光纤激光器的成熟，激光切割早已取代传统工艺，成为钣金加工主流。激光切割的优势在于：切割精度高、切割速度快、切面光滑平整（无需二次加工）、工作区域小、切口窄、热变形小、工艺灵活、噪声小、生产过程清洁无污染等。激光切割真正使金属切割过程达到快速、精准、环保、节能，金属加工从此进入自动化、柔性化、智能化、高效化时代。

那么，哪些行业需要用到激光切割呢？轨道机车、航空航天、汽车行业的零部件制造、车体加工、转向架制造，以及精密医疗美容器械加工，钢木家具、机械制造、家电厨具、健身器材制造中，激光切割都扮演着重要角色。总之，凡是需要切割金属材料的地方，都是激光切割机的舞台。

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