自動車パネルの金型製作技術を簡単に分析

2022-07-18

現在、国内の主流の自動車金型企業の主要加工ハードウェアと国際レベルの差は急速に縮まっています。これは主に、近年、国内の自動車金型企業が多数の高度な数値制御機器を購入しているという事実に反映されています。 、3軸から5軸の高速加工機、大規模な龍門数値制御マシニングセンター、高度な大規模測定およびデバッグ機器、多軸数値制御レーザー切断機などを含む、国内企業のレベルと能力自動パネル金型の生産性が大幅に向上しました。一部の企業は、世界の先進的で同期的なレベルにさえ達しています。

処理能力の向上は、処理技術の向上にもつながります。現在、自動車金型の数値制御加工は、単純なプロファイル加工から構造面を含む包括的な数値制御加工へと発展しています。鋳造に使用される発泡ソリッド金型は、手動製造から一体型積層 NC 機械加工へと発展しました。高能率・高精度・高面品位の高速NC加工を多数採用。従来の地図による手動処理から、現在の地図なし、少人数、さらには無人の処理モードが徐々に形成されています。

大型精密金型の製作に着手したのが遅かったため、ハードウェアの調達能力は急速に向上していますが、海外の先進的な金型製作会社とは、設計・製作経験の蓄積、製造工程レベル、近年、当社の自動車金型市場は、A レベルおよび B レベルの製品から、ハイエンドの精密で複雑な C レベルの自動車金型に徐々に変化しており、技術の向上にもますます注意を払っています。これらの面で。ただし、これらの側面は、高度な金型企業にとって技術的な秘密であり、主に独立した技術研究と革新に依存する必要があります。

1. 設計・試運転経験のデータ蓄積メカニズムの確立

金型開発の初期段階で、細かい設計モードを探求し続けます。いわゆる微細設計には、主に次のものが含まれます。堅牢で合理的なスタンピング プロセス設計、完全なプロセス CAE 分析、スプリングバックの予測と補償、微細な金型表面設計など。その目的は、従来の金型の後期試運転作業を、金型製作工程では、白色光走査などの検出手段により、加工精度を厳密に確保しています。金型試運転の最初のラウンドでは、プロセス設計者と金型表面設計者が現場にいて、最初の金型試行の欠陥の原因を分析し、最適化スキームを決定し、最適化プロセスを 1 つずつ保存する必要があります。最後に、リブの描画、フィレットの描画、サーフェス ギャップの変更、サーフェス オーバー テンションなどを含む、金型の最終状態が記録されます。最後に、写真をスキャンした後、金型表面全体がデータベースに保存されます。図4に示すグリッドひずみ計測装置により実部品のひずみ減肉情報を抽出し、CAE解析結果と比較します。

これらの資料は絶えず蓄積、分類、分析、アーカイブ、修正され、最終的に企業の設計経験データベースにまとめられ、将来の同様のワークピースの設計に適用されます。



2. 鋳造ブランクの点群のスキャンに基づく金型の粗加工

国内の鋳造レベルによって制限されている大規模な鋳造ブランクには、変形や不均一な余裕の問題がしばしばあり、NC荒加工での安全性と加工効率の低下という現象につながります。白色光スキャン技術の普及と応用により、このような問題は効果的に制御されています。現在、白色光スキャン装置は、主に鋳物の表面データを迅速に収集し、NCプログラミングに直接使用できる加工ブランクを生成するために使用されています。大径ディスクカッター、積層小切削、早送りで加工能率が大幅にアップ。工具の空回りが 100% 減少し、NC 荒加工の効率​​が約 30% 向上します。



3. 薄板化とプレス弾性変形による金型面補正

長年の金型開発の実践を通じて、私たちは問題を発見しました.金型を高精度の数値制御で加工すると、非常に高い精度の検出を前提に、金型のクランプクリアランス、つまり、私たちがよく言う型締率.金型がプレスで作業している場合は理想的ではありません。金型の動的な型締率を確保するために、フィッターは依然として多くの手作業による型締作業を必要とします。分析と要約により、型締率に影響を与えるいくつかの主な要因が見つかりました。仕上げ後の焼入れ変形、プレスプレートの薄肉化の不均一性、およびプレス作業台での金型の弾性変形です。これらの要因を考慮して、焼入れ後の仕上げ加工のプロセスルートを採用するなど、対応する戦略を採用しています。金型表面を設計するとき、CAE によって分析された板金の薄肉化結果とプレスの弾性変形法則に従って逆変形補償が実行され、生産で良好な適用効果が達成されます。



4. レーザー表面焼入れ(強化)とレーザークラッディング技術を適用し、金型の焼入れ変形を低減

焼入れ後の仕上げ加工のプロセスルートを採用すると、金型の焼入れ変形を効果的に制御できますが、硬化層の薄化、加工効率の低下、工具消費量の増加など、他の問題も生じます。レーザー表面焼入れ(強化)技術を使用することは、関連する問題を完全に解決するための開発方向です。レーザーが金属表面に照射されると、材料の表層は非常に短時間で非常に高温に加熱され、相変化を起こすことができます。加熱時間が非常に短いため、材料表面の冷却速度が非常に速く、一般的な焼入れ冷却の約103倍です。上記の特性により、レーザー表面強化層は一般的な熱処理とは異なる性質を持っています。処理後の表面硬度は、一般的な焼入れ処理よりも20~40%高く、耐摩耗性は1~3倍に向上します。温度が 300 ℃以下で、材料が鋼またはねずみ鋳鉄 gm241 の場合、金型の表面が硬化し、硬化層の深さが 0.5 mm 以上に達し、硬度がHV800以上に達します。焼入れ硬化層の微細構造は、超微細なマルテンサイトと炭化物です。特定の作業条件と材料によると、レーザー焼入れ後の表面の耐摩耗寿命は5〜10倍に達する可能性があり、最も重要なことは、焼入れ後の変形が火炎または誘導焼入れ後の変形よりもはるかに小さいことです。レーザー表面焼入れ(強化)技術の適用は、使用コスト、焼入れ効率などの要因に影響されます。現時点では、小規模なアプリケーションの試みにすぎません。

5。結論

大型の自動車金型の精度、複雑さ、および単一部品生産の特性に基づいて、高度な処理および測定機器が、そのような金型の製造に広く使用されることになります。これらの設備の導入と同時に、一連の製造工程や製造工程の変更・高度化も進めていかなければなりません。加工ルートを最適化することで、金型加工の効率​​や品質に影響を与える多くの問題を徹底的に研究し、金型製作レベルを常に向上させています。
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