激光切割设备在汽车模具制造过程中普遍应用,其在汽车模具的制造过程中,主要起两种功能,一种是冲压件的批量生产 ;第二种是冲压模具的制造过程中,修边工序的模具未完成制造,使用激光切割机替代修冲模具的功能,完成冲压件的试制任务。在汽车模具企业中,激光切割机更多的是扮演了试制的角色,本文主要介绍激光切割机在第二种任务中,是如何满足制造需求的。
1 激光切割机完成试制任务的流程
激光程序编制--支架的切割安装—切割程序的试教—切割工件。
板材冲压后,造型千奇百怪,不能直接放到激光切割机的工作台上切割,必须设计与制造辅助工装来完成切割任务。根据切割任务的不同,定位支撑装置可以分为通用定位工装和专用定位工装,其中通用定位工装的特点是制造工艺简单,制造周期短,投入资金少,通用性强,缺点是定位不稳,适用于试制等情况;专用工装的特点是制造相对复杂,投入资金多,工装的存放占用空间等,但重复定位效果好,生产效率高,适用于大批量冲压件生产。本文着重介绍通用性工装的设计与制造方法。
通用工装包含三部分组件,一是百线平台,二是支撑块,三是支撑样板。专用型工装一般采用焊接底座,用石膏或者树脂等制作定位支撑。
2 激光切割程序的编制方法
激光切割配有专业开发的软件,也可使用通用CAM软件。本文编程所用CAM软件为NX。程序包含两部分,一为定位工装样板程序,二为切割程序。
2.1 定位装置样板程序:
定位板(安装在支撑块上定位工件),其主要作用是定位和支撑工件,样板的设置选定要遵循以下几点原则:
1)选择特征明显部位进行定位,考虑支对工件的支撑。
2)料切割完成之前,保证大块废料不下落,以避免废料下落引起工件切割过程中移动。
3)样板在工艺补充上的部分要尽量少,防止因工艺补充修整造成的实物与数模不符导致的干涉问题。
4)根据工件形状,确定支撑样板的高度,如工件有特别高的部分时,可单独选择高的支撑块。
首先要在工序数模正Z轴方向,做好与工作台相对应的百线;然后在X轴与Y轴两个方向上,将百线投影到数模上,并在数模上截取投影线做出样板,并旋转将样板摆放到一个平面上;最后使用加工轮廓的方式编制样板程序,具体编程还要注意一下几个方面:
●编程用的线需要连接成一条线串。
●样板做好后,可通过拷贝、平移、翻转等一系列操作放到同一平面上,排布好,为了提高材料利用率可适当调整。
●样板需根据情况,决定是否放置料厚。
●样板程序应先切割定位销孔,再切割外围轮廓。最好是同一块样板的轮廓和孔连在一起,方便设备操作工人编辑、分割程序。
●编程精度0.03mm以上。
2.2 工件主程序编制
主程序的编程使用的曲线为模具的修边线及冲孔轮廓线,编程时需将轮廓线在数模面上投影,以保证轮廓为三维轮廓,程序为三轴程序。调角度大于45度的孔及轮廓,需调角度编程, 程序为3+2轴程序。工件的孔及轮廓的程序编制时要考虑一下几点:
1)孔及轮廓的激光切割一般分成两个程序完成,孔做一个,轮廓做一个,程序为3轴3维轮廓程序,编程激光束模拟为直径0.1mm的立铣刀。
2)因机床机床识别圆弧问题,程序尽量选用直线插补。
3)程序应根据试料和提供试装样件两种情况作调整,试料割孔时Tool Position用Tanto,提供试装件割孔时Tool Position用On。为降低程序试教难度,试料时孔的精度可以根据情况适当降低。割孔程序精度0.03mm,轮廓切割程序精度0.1mm。
4)板厚>2.5mm的,首先做测试,具体测试方法为割直径20mm圆孔,测量差值,根据测量情况修改编程刀具直径和刀具编程位置。
5)优选选择CH孔、标记销孔、上序冲孔等作为找正的基准。某些工件如果没有CH孔。
2.3 程序单的填写:
1)示意图中将中心线、百线、及工件在百线当中的摆放位置标示清楚。
2)样板编号以及样板位置示意清楚。
3)标注对刀点,CH孔等找正参数。
4)落料、纵梁等平板件需要标注工件的尺寸。
5)程序的放置位置、程序使用的说明等等细节。
3 激光切割程序的试教与切割
切割程序传递到生产设备时,操作人员应首先根据程序单确定工件,确定切割内容,确定样板板材尺寸,准备好支撑块,提前做好生产准备工作。
3.1 样板的切割与安装调试
样板切割完成后,对样板的边角、毛刺部分需要手工修抛。完成修抛后,根据程序单上指明的位置安装支撑块和支撑样板,最后把工件放到样板上固定。如样板能牢稳的固定工件,则进行下一步教程,如有干涉等,还需要按工件修抛样板。
3.2 切割程序试教
工件在支撑样板上固定好,操作者按程序单提供的CH孔、对刀点、对刀程序进行找正。找正完成,即调入切割程序,进行试教。在试教时,程序单步运行,操作在手工调整A、C轴,使切割喷嘴与工件法向垂直或接近垂直,此时系统会自动记录试教的A、C轴的角度。试教完毕,系统完成A、C轴的记录,保存程序,等待切割。
3.3 切割
试教完成,程序如果合理,无干涉等,即可开激光按程序切割。切割时操作者应注意自身安全,同时关注切割有无异常情况,以便及时处理异常。
4 总结
激光切割在汽车模具制造流程中起着打破瓶颈,理顺进度的重要作用,合理使用切割机的功能,不但可以完成试制供件问题,还可以用来验证汽车模具的修边线的重要功能。切割机在使用过程中,使用支撑样板能快捷、方便的定位工件,但同时也存在定位不稳的问题,需要我们在以后的工作中充分自己的主动能动性,合理的定位工件。
(审核编辑: 智汇张瑜)