汽车零部件加工切割技术的改进及应用_设计机械零部件切割加工

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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汽车钣金是汽车零部件或全车整形维修的一种技术，主要应用于汽车车身，车内饰、电气、内饰以及改装和漆面补修等方面。钣金技术主要包括拆装、搭接、切割、铆接、轧制、装配等工序，其最终目的是使整车外观、结构以及抗外力能力与设计要求相符合，实现安全、稳定、高性能的功能。

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