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用激光切割法制造叠层拉深模

发布者: 发布时间:2016-6-6 14:33:20 阅读:次 【字体:

为了尽量给金属加工和模具成形技术中的柔性加工的发展能有有力的手段,试验了用CNC回转头冲床和CNC激光切割机切割成形板料块速制造叠层板拉深和冲裁模的方法。这种构思是基于如下事实,许多具有轮廓尺寸逐渐变化的板料叠起来可以形成一个三维的任意形曲面,这曲面当然将是多层的或不连续的。同理,如一已知凹模或凸模表面被等距平面分割,这些薄片的已知轮廓由一定厚度的板料切割出来,然后装配起来,可以获得所需形状;但带合阶,再依靠磨削去掉这些合阶,可获得模具的光滑表面。曾试用该法制造过不少凹模和冲头,可以大大缩短交货期和降低成本,成形板片是激光切割的。本项工作包括研究这类模具的实际应用范围,为了抛光后得到非常光滑的模具表面,试验了叠层板的扩散焊接以便用这种方法制造注塑模凹模和压铸摸,结果表明在塑性加工和模具成形技术领域里实现柔性加工系统(FMS}具有远大的前景。

回顾工厂自动化的发展历史,可以看到产品的更换周期日益缩短,这显然需要在金属塑性加工和模具成形方面促进柔性加工系统的发展。用于模具加工的制造技术一般来说是复杂的,费时的。因此它们(指金属塑性加工和模具成形工艺)适于大量生产,难于和FMS相配合。

但是为了把使用FMS和上述技术协调起来,可以选择下歹三种方法:

1)不用模具;

2)采用通用模具,它们由一台CNC转头冲床提供;

3)提出一种新的低成本快速制模方法。第一点由于成形技术和机械加工技术的区别在于高效能和高生产率而不能被接受,相反,模具的需要量还会进一步增加,因而根本的办法是开发一种简单的快速制模方法,这就引出了替代刻摸的新方法的建议,刻模法限制了毛胚切除的体积容量。所建议的方法包括切割许多形状逐渐变化的薄片,其外形根据模具形状而定,最后把这些薄片组装起来得到需要的模腔。日本NAKAGAWA等人将这种叠层结构用于冲裁模,已证实可以大大减少制造周期和成本。本文研究了这种方法对于加工出自由形状的表面如成形模,注塑模、压铸模的适用性。

2.叠层成形模的概念

一般模腔可以由到刻模方法制出,但还有另一种获得同样模腔的方法就是采取许多薄板被切割成对应于模腔逐渐变化的轮廓形状来制造,这样制造模腔的原理示于图。这原理被应用于本项工作由激光束或转冲床切割薄板,使每个片具有逐渐变化的形状,随后把这些板转配起来得到要求的模腔。

在模块上刻制图那样凹形模腔时,大量毛坯体积需要切除,它和球半径的立方成正比。另一方面、用激光切割或转头冲床分段冲切的板料叠起来制造这付模具时,切除的毛坯量将仅仅等于表面积乘激光割缝宽度,或者分段冲切冲头直径所得体积。这无疑将大大缩短制造周期,同时准备CL(切割线)数据变得非常简单,因为没有必要粗切工序并且程序仅仅限于二维的,因此可以预计这种类型的叠层模结构将使模具制造既省时间又省成本。

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