3D激光切割在汽车模具生产中的应用

三维激光切割是应用于三维工件非接触式切割加工的激光切割技术。激光头的轨迹是空间曲线。通常情况下，一组模具只能针对工件的一个过程，而3D激光切割可以针对任何工件的任何过程。 1. 3D激光切割的优势首先，3D激光切割具有高度的灵活性。当工件产品发生变化时，例如曲面，修整和孔的变化，由于其离线状态，仅需要更改激光切割的离线程序。所用的工装夹具相对简单，因此工装夹具也易于修改。其次，与其他切割方法相比，3D激光切割效率高，精度高，污染小，劳动强度低，节省成本。由于3D激光切割的上述优势，它被广泛应用于汽车行业。它可以轻松快速地实现汽车覆盖物的三个修边和冲压，并且在一些小批量试生产中还可以替代修整和冲压模具。即使在某些量产模型的某些部分的修整和冲压过程中，它也完全被三维激光切割所取代。 2. 3D激光切割机的应用我厂是中国汽车覆盖件模具生产的领先企业。当前使用的3D激光切割设备是德国Arnold公司的19044ZXB龙门激光加工系统（见图1）。尽管三维激光切割系统极大地提高了生产效率，但也存在一些影响生产效率和质量的缺陷。图1（1）编程三维激光切割分为示教和离线。对于教学编程：首先，教学编程在机床上花费很长时间。例如，编程汽车侧壁的修剪和开孔大约需要两天。这样的程序工作量大，劳动强度大（参见图2），并且在拾取点的编辑过程中容易出错。其次，程序的可交换性很差。需要重复编译用于对称零件（例如左右挡泥板）的程序。但是，由于教学程序是由大量的点数据逐步收集而成的程序，因此教学程序的准确性很高，因此以后程序的更改量较小，从而节省了购买编程软件的成本。繁忙的企业是合适的。图2手动切割之前的三维切割线标记图3插入板支架切割门外面板对于离线编程：使用编程软件使用工件的NC模型进行编程。该方法具有许多优点。首先，它具有高效率和快速的编程速度。其次，它不占用机床，并且可以预先编译多个程序以促进生产计划。此外，此类程序易于更改，并且不需要对对称工件进行重新编程。与教学程序相比，它不需要全尺寸的标记，只需要几个标记点（三个以上）。但是，这种编程方法的准确性低，并且以后的变化很大。因为离线编写的程序用于通过比较雕刻点的机器坐标值与数据模型中的理论坐标值并通过算法拟合程序来在机床加工过程中定位程序坐标系。换句话说，它将对实际工件的偏差进行相应的调整，以使程序的轨迹更接近实际工件。但是这种策略几乎可以肯定，实际的工件会有所不同。数据点的收集通常位于较容易收集的区域，但是坐标系统会根据这三个点之间的偏差来回移动，这不可避免地不能考虑所有因素。因此，在实际生产中，必须对程序进行调整。 （2）工装支架通常有两种制造工装支架的方法。一种是插入式，是通过切出与产品形状相对应的钢板并连接在一起而形成的。此方法快速有效，是一种粗略的定位。另一种方法是使用钢筋（管）在基座上焊接以与产品重叠，或使用一部分旧零件（用手切割），或使用树脂块和产品附件。该方法更接近实际工件。 3D激光切割主要面向无法通过销钉等孔进行定位的绘图零件，而只能根据工件的形状进行定位，并且薄板的变形相对较大，因此在生产中需要使用磁体来辅助支撑。强化定位（3）激光切割系统我厂的三维激光切割机床采用二氧化碳平板激光器。激光发生器发出的激光需要通过由设置在机床各轴上的反射透镜组成的光路系统（所谓的飞行光路），然后传输到激光切割头的聚焦透镜。然后，通过聚焦将平行光束变成光斑以照射工件，并通过熔化和吹塑等操作完成切割工作。有许多因素会影响激光切割的质量，激光的功率，模态频率，整个光路系统的传输效率和稳定性，以及加工材料的光反射率，切割气体的类型，气压，切割喷嘴的尺寸，喷嘴的形状，切割时的焦点位置，孔的焦点位置，切割功率和速度之间的对应关系等。这些都是要考虑的因素在激光切割中。当切割喷嘴不垂直于工件时，3D激光切割也需要面对加工状态。这是由于产品形状和切割头之间的干涉引起的。有时，这种干扰会使处理无法成功完成，因此必须更改处理流程。三维激光切割对光路的精度有很高的要求。即使机床的A轴（B轴）和C轴大角度旋转，也必须确保光斑出现在喷嘴的中间，并且偏差也不得太大。 3.结论通过3D激光切割设备的生产实践，3D激光切割对加工效率的提高非常重要。对于二氧化碳板条激光切割系统，各种激光性能光束的纯度，能量密度，高负载下的输出稳定性，激光气体寿命和经济性，对电压变化的适应性等将大大提高3D激光切割能力，质量和效率。机床光学系统的传输效率，激光头的灵活性，程序的易于修改和方便以及智能化都是用户期望的，也是制造商应努力的方向。 。