模具制造中的新技术.doc

模具制造中的新技术 图1? ROMOCUT铣削机器人 汽车模具具有尺寸大、质量高以及面形复杂的特点，技术要求也更高。从设计、铸造、加工、修模直到试模交付，其中涉及到大量的反复测量和修调工作，面对越来越激烈的市场竞争，如何提升技术优势，从而提高产品质量和缩短生产周期，是模具制造商追求的一致目标。 冲压成形和注塑成型是汽车零部件制造的基本手段。汽车外饰件大都采用冲压工艺，而内饰件多采用注塑成型。据统计，汽车制造中有70%~80%的零部件需经模具成形。因此，冲压和注塑工件的制造工艺水平及质量，对汽车制造质量和成本有直接的影响。 模具是冲压成形和注塑成型的关键工具，模具制造成本和周期影响汽车的制造成本以及新产品开发的周期。目前，国外汽车界提出缩短产品的市场化周期、降低产品开发费用和减轻汽车质量的发展战略，其中的一个重要环节就是降低车身件模具的制造费用和缩短生产周期。同时，模具制造技术也正向高效节能、安全清洁的生产方向发展。 针对汽车模具制造中的加工和测量，海克斯康基于旗下产品，与行业大客户合作，开发出了一系列特有的应用技术，得到了越来越多的模具制造厂的关注和应用。 图2? WLS400白光测量设备 柔性铣削系统：模型加工的新方法 消失模铸造技术以其成本低、精度高、生产效率高以及节能环保的优势成为模具铸造的主要手段，被国内外铸造界称为“21世纪的铸造技术”和“铸造工业的绿色革命”。 用泡沫塑料材料制作消失模是汽车模具毛坯铸造中的一个重要环节，目前，广泛使用的模型制作方法是使用CAM编程和数控加工中心铣削。但是用先进的五轴加工中心来铣削泡沫塑料恰恰是最不经济和环保的技术：设备昂贵而效率低，加工过程中产生的泡沫碎屑和粉尘严重影响设备寿命和人员的健康。 图3? 铸造毛坯及面形数据采集 海克斯康开发的ROMOCUT铣削机器人系统（见图1）完美地解决了这一问题。ROMOCUT是专为消失模加工而设计的设备，由机器人和专用的铣削头组成。这套铣削头的特点是高效率的空心铣刀和相连的真空除屑系统，能够实时清理泡沫碎屑和粉尘，真正做到了空中无尘、地面无屑、机身清洁、作业环境好以及环保健康。 ROMOCUT不需要地基和机房，是一种可移动式NC设备。对于大尺寸工件，ROMOCUT可进行多机位移动加工，通过关节臂测量机或激光跟踪仪完成机位移动之后的精确重定位。因此，ROMOCUT铣削机器人的加工行程不受限制。这样，以小机器加工大工件的特点，克服了加工中心加工尺寸受限以及需要固定的场所与地基的缺点。 ROMOCUT接受通用的NC G代码文件，与通用的加工设备编程没有区别，可以按需要作粗、细加工编程，并保证刀具始终沿表面法线切削。铣头功率为1.2kW，主轴转速在2000~12000r/min之间可调，配置一套直径10～50mm的加工刀具，与普通加工中心相比，有极高的生产效率。 该系统可用于诸如聚苯乙烯（泡沫）、油泥以及PU树脂等模具和造型材料的铣削加工。ROMOCUT的成本远远低于五轴加工中心，通过在南汽模具的实际使用，证明这是一种更新换代型的技术，性价比极高。 图4? 分步修模中的试件变化 白光测量设备： 快速完成面形测量与分析 白光作为一种新型的面型测量技术，具有数据采集量大、效率高的特点。海克斯康最早与美国通用汽车合作，将白光测量系统Cognitens（见图2）用于汽车车身件测量已有超过5年的时间。不同于其他仅用于逆向工程的白光设备，海克斯康新推出的WLS400的曝光时间小于1/1000s，这得益于高灵敏度的成像器件和高速快门技术，将环境振动的影响几乎完全消除，因此，并不需要固定的相机三角架和工件的固定隔振。实际上，该系统是手持设备，操作方便而可靠， 非常适合在生产车间使用。该系统的另一显著特点是不需要在工件上粘贴大量用于保证精度的参考目标，仅有少量用于找正用途的参考点即可。 由于汽车模具和车身件的紧密关联性，白光测量系统被用于模具行业，通过在现场环境下快速测量，可有效缩短模具制造周期，尤其在现场修模和根源问题追溯中发挥了重要作用。 以下列举WLS400白光测量设备在模具制造环节中的几种典型应用说明其作用和价值。 图5? 连续模过程分析 1．毛坯件加工前智能逆向 众所周知，模具的铸造毛坯件因材料的收缩有无法控制的变化量，所以粗加工余量往往是个不确定值。因此，在实际的机加过程中，毛坯件的粗加工无法避免空切（铣刀没有实际加工到毛坯）和进刀过量（铣刀铣削面积过大）的产生，对机床造成浪费和损伤。 白光测量因其能快速对毛坯的外表面进行数据采集和智能逆向，生成STL三维三角网格数据（见图3）。并结合CAM软件，可以快速设计出最合理的粗加工路径，使得机床的利用率大大提高（通过与北美荻原的合作分析提升约在20%左右）并对刀具和机床起到保护作用，使得维护成本大大降低。