客车车架构件的冲压工艺www.tool-tool.com

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1客车车架总成的结构
客车车架按结构型式可分为三种：纵梁式、格栅式及三段式。
纵梁式车架是由贯通前后的纵梁及若干横梁、用铆接或焊接方式连接成的刚性构架。车架构件一般用低合金钢钢板冲压而成。
格栅式车架(承载底架) 是按整车布置要求设计的空间桁架结构，一般用薄壁矩形管或薄板件焊接而成。
三段式车架由纵梁式和格栅式组合而成，即前后段为纵梁式、中间为格栅式结构。
本文将对纵梁式车架构件的冲压工艺作一些介绍。
2车架纵梁与横梁的冲压工艺
客车车架的产量多为中小批量，生产中大多采用一些通用机床、工装、模具，以适应客车多品种、小批量、特殊要求多的特点。
车架构件生产常用冲压工艺有：剪板机剪切下料、冲裁、弯曲、翻边等。根据车架构件生产的特点，冲压生产中应注意以下几个方面。
2.1剪板机剪切下料
根据要求将材料剪切成毛料，下料时应注意排料。
(1) 提高材料利用率。剪板机下料一般剪为矩形毛料，排样类型为无搭边型。车架构件生产中合理选择材料规格、合理排样具有很高的经济效益，材料利用率可达90% 以上。
(2) 注意材料纤维方向。车架构件材料为热轧大梁钢板，板平面方向性比较明显，即材料轧制方向与宽度方向机械性能差别较大，下料时尽量避免后道工序的弯曲线与材料轧制方向相同，应成45°或90°角。
2.2冲裁
冲裁是利用冲模使材料分离的一种冲压工艺，包括切断、落料、冲孔、切口等工序。
(1) 冲裁模间隙。由于车架构件材料厚度厚、硬度高，设计时应尽可能地加大间隙以利于提高冲模的寿命。
冲裁模间隙常采用经验公式：c= m t 来确定，式中：c—— 单边间隙；t—— 材料厚度，mm；m —— 系数，与材料性能及厚度有关，车架材料一般取8%～12% ，断面质量要求不高时，可以放大到12%～18%。
(2) 冲小孔凸模。车架构件，特别是车架纵梁上有很多各种规格的安装孔，孔径常为<615～ href="http://mw.newmaker.com/product/1050012001.2060.1.html">冲床逐个冲裁。
冲小孔模具结构与一般模具的主要区别之一是凸模细长，冲孔时，容易弯曲或折断。所以一般都采用导向装置，以提高凸模寿命，见图1 和图2。

图1 局部导向 图2 全长导向

构件生产工艺为平板冲孔后压型时，要求产品设计时孔位尽量远离弯曲线，否则成型后弯曲线附近的孔将产生变形。
(3) 冲裁力和冲裁功。因厚板一般冲裁力较大，冲裁行程较长，故设计冲模时应注意：①为了减小冲裁力，减小冲击、振动和噪声，可以采用斜刃或阶梯凸模；②不但需计算冲裁力，验算冲裁功往往也是必要的。平刃口冲裁时，冲裁功可按A = m P t/1 000 计算。
式中：A —— 冲裁功，N ·m；t—— 材料厚度，mm；
P —— 冲裁力，N；m —— 系数，与材料有关，一般取
0163。
2.3弯曲
弯曲是把平板毛坯、型材或管材等弯成一定的
曲率、一定的角度，形成一定形状零件的冲压工序。
车架构件常用的弯曲方法有：折弯、压型等。弯
曲时半径应尽可能大。为防止折弯弯曲时易在圆角
处产生微裂纹甚至断裂，内圆角半径r 最小应满足:
r> t/ 2。
(1) 下料尺寸。生产中一般用经验公式放样展开。经验公式：L = A + B+ a
式中：L ——毛坯长度；A、B 含义见图3；a——修正
系数，见表1。

图3 工件角度为90°

(2) 弯曲件的弹复。构件弯曲后会产生一定的回弹，弹复角的大小与材料的机械性能、材料的厚度、弯曲半径以及弯曲时校正力的大小等因素有关。通常在模具设计时，按试验总结的数据采取一定的措施，经试冲后再对模具工作部分加以修正。图4 和图5 为校正弯曲回弹的常用措施。

图4弧形凸模的修正作用图5改变应力状态的弯曲方法

(3) 弯曲工艺在车架构件生产中的应用。车架纵梁的成型：试生产时采用折边机折弯，批量较大时用模具压型；等截面梁可用折边机折弯，变截面梁则需用模具压型。
因纵梁下料时无法满足弯曲线与材料轧制方向成一定角度，折边机不能保证折边圆角，且折边件尺寸不易保证，故纵梁应尽量压制成型。
横梁及其它构件则尽量采用折边机折弯，形状较复杂、尺寸要求高的用模具压型。
2.4翻边
在成形毛坯的平面部分或曲面部分上使板料沿一定的曲线翻成竖立边缘的冲压方法。按变形的性质，翻边可以分为伸长类翻边和压缩类翻边。
车架纵梁、横梁弯曲线为弧线部分，按翻边情况设计计算，弧线部分则为弯曲成型。车架材料与普通薄板翻边性能及模具间隙的比较见表2。

3车架构件的材料
车架构件材料为：汽车大梁用低合金钢热轧钢板(GB 3273- 89) ，钢板的尺寸范围为厚度：2.5～12 (mm ) ，宽度：210～ 1 800 (mm ) ，长度：2 000～10 000 (mm )。其部分力学性能及工艺性能见表3。

4车架纵梁与横梁冲压的生产设备
4.1纵梁的生产设备
车架纵梁的生产需一套专用设备，包括:
(1) 下料设备。可根据纵梁长度选用相应规格的加长剪板机；也可采用深喉口的液压剪板机分段剪切，但加工质量、尺寸精度不如前者。
(2) 冲孔设备。可采用数控冲床逐个冲孔；也可采用专用加长压力机切边、冲孔一次完成。
(3) 弯曲设备。可采用专用加长压力机压型或用折弯机分段折边。
4.2横梁及构件的生产设备
(1) 剪板机。选用可剪板厚较大的剪板机。
(2) 折边机。选用吨位较大，上、下模根据板厚相应配套的折边机。
(3) 压力机。车架构件一般体积不大、加工吨位较大，故所选压力机不需很大台面。(end)

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热锻模表面宽带激光熔覆超细碳化钨试验研究www.tool-tool.com

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作者：叶良武 张群莉 姚建华

1 引言
为了适应热作模具恶劣的环境，提高使用寿命，除了要求热作模具钢本身应具有高的韧性和塑性、小的热膨胀系数和好的导热性等优异的力学性能和使用性能外，特别对于与工件直接接触的模具表面更应具有高的热强度、良好的抗回火性，因此，传统的采用各种(氮、碳、硫等)溶渗以及PVD工艺来提高模具的使用寿命，有较好的效果，但在热作模的工况条件下，改性层表面较薄，而且容易发生氧化、剥落而导致失效，最好的解决办法就是在模具材料表面涂覆硬膜，采用激光熔覆技术可以有效的引人诸如WC 等高温硬质合金熔覆层，并且与基体形成冶金结合，同时获得良好耐磨性。
H13 ( 4Cr5MoSiV1)钢是国际广泛应用的一种空冷硬化热作模具钢。本文在H13表面通过宽带激光熔覆工艺制备超细的碳化钨(如图1所示碳化钨粉末平均粒径约为200nm)合金熔覆层，并分析了熔覆层的微观组织结构、硬度、耐磨性和残余应力。

图1 超细WC粉末SEM照片

2 试验材料及工艺方法
基体材料为回火态的H13钢，试样尺寸为100mm* 50mm * 20mm，其化学成分如表1，实验前对试样表面打磨，然后用无水乙醇清洗。
将超细WC与一定量自行配制的含Cr, Fe, Si等元素的粉末一起加人到吸光涂料中，用超声波对溶液进行一个小时的均匀化处理后，涂覆约0. 2mm厚的薄层在试样的表面上，然后吹干。
用氢气作为保护气体，并将气体保护装置固定在激光聚焦镜上，随镜头移动，实时对熔池进行气体保护，采用最大功率为7 kW的连续CO。激光器，在光斑尺寸为9*2mm2，扫描速度为0.25~0.40m/min，功率为2~3kW的激光工艺参数条件下对试块表面进行激光处理。
制备好试样，用HXD-1000型显微硬度计、WM-2002型摩擦磨损实验仪、Hitachi S-4700(II)型场发射扫描电子显微镜、Thermo NORAN VAN-TAGS EIS能谱仪、Thermoarl-SCINTAGX TRAX型X射线衍射仪和Sartorius-BS21S型电子天平(精确到0.Olmg)分别对硬度、耐磨性、表面形貌、元素分布、微观结构、物相以及失重等进行检测和分析。采用X-350A型X射线应力测定仪进行熔覆层残余应力分析。
3 试验结果及分析
3. 1宏观形貌及残余应力
如图2所示为采用光斑尺寸为9*2mm，激光熔覆工艺制备的超细WC熔覆层表面和截面的试样扫描照片。从图2A处为金相砂纸打磨以及B处为激光处理后的原始表面形貌，可以看出熔覆层表面平整光滑，且没有裂纹气孔出现，熔覆层截面可以分为四个区:熔覆层、过渡区(熔覆层与热影响区的交界)、热影响区和基体;熔覆层的厚度约为0. 4mm.

图2 激光熔覆层WC的宏观形貌

为了获得较大面积熔覆层，试验过程我们采用了搭接的办法，从图2中也可看出搭接地方熔覆层过渡自然，这对于需要大面积强化的模具表面具有重要意义。
用X-350A型X射线应力测定仪来测定其表面残余应力。应力测量方法为侧倾固定动法，定峰方法为交相关法，Cr靶Kα特征辐射，时间常数1. 5s,阶梯扫描步进角0. 1º，扫描起始角及终止角分别为162 º和146 º，侧倾角Ψ分别取0 º 、20 º 、35 º和45 º，应力常数K=-318MPa/度。
如图3所示，基体残余压应力值X向为118MPa,Y向为127MPa，超细WC熔覆层残余压应力X向为468MPa, Y向为566MPa，说明H13表面经激光熔覆超细WC处理后表面残余压应力得到了显著的提高。表面存在较大残余压应力有利于提高热作模具的抗疲劳寿命。这是由于在激光熔池作用下，外界WC以及其他元素的介人，以固溶体或化合物的形式进人到熔覆层，物相发生变化，迅速冷却的熔池没法使加人的WC完全与基体元素熔合均匀，使得晶体内部位错大量增加，因而表面表现残余压应力，另外从“圆弧形”熔覆层也可以看出，激光扫描过程中，激光扫描方向(Y向) 的截面熔覆层尺寸(Z向)为熔覆层最大厚度，而X向熔覆厚度以弧形递减，所以Y向较X向的残余应力要大得多。

图3 激光处理前后残余应力比较

3. 2微观形貌及分析
从图4(a)可以看出整个熔覆层组织的形貌，从表至里依次为等轴晶、柱状树枝晶、细小的胞状晶和平面晶混合的结合带;图4(b)为熔覆层的SEM 照片，从图中可以看出整个熔覆层主要是由网状晶界以及由其包围的晶粒组成，晶粒大小6μm左右，相对图4(c)基体中的如箭头所示的奥氏体晶界(40μm 左右)而言晶粒已经得到极大的细化;图4(d)为熔覆层的XRD的物相结果，从图4(d)熔覆层的XRD的物相分析的结果得知，熔覆层的物相较为复杂，主要有Fe-Cr, W3 C, Fe., W3 C, Fe3 C3 , W , Cr和C0.14Fe1.86。从物相结果可以知道，在本次实验条件下，WC在溶池中分解得比较充分，高温下，C原子活性比较大，扩散能力较强，扩散过程中遇到来自基体的Fe元素，与之结合成稳定的Fe7C3，而随着C原子的减少，熔池存在的时间又短，又没有来自基体中的碳原子补充，因此多出来的W原子只能以多个W原子与一个碳原子结合的形式生成另一种缺碳相W3 C,，甚至与来自基体的Fe原子共用C原子形成复式高稳定硬质相Fe3W3C，直到熔池中的C原子消耗结束，还有C:和少量W没有形成化合物而以单质的形式存在于熔覆层中;另外一种C0.34Fe1.86。相的出现更加说明了C原子在熔池中的缺乏。物相结果同样表明，Fe3 W3C和Fe-Cr是组成熔覆层框架的相，硬质相Fe3 W3 C颗粒在液相表面张力的推动下发生位移，颗粒表面的原子逐渐溶解于液相，并随温度的升高而增加，由于移动，颗粒之间开始靠拢、接触形成坚固的固相骨架，研究结果表明激光熔覆WC形成的网状结构为Fe-W-C相，和生成的Fe7 C3 , W3C, Fe-Cr相和Fe液一起填充于骨架之间的间隙和空洞中，形成如图4(b)所示的组织结构。

图4 激光WC熔覆层截面组织形貌及分析

3. 3硬度和耐磨性分析
用HXD-1000型显微硬度计，载荷200g、加载时间15s,测得硬度曲线如图5(a)所示，熔覆层截面四个区:熔覆层、过渡区、热影响区和基体，也可以在层深硬度曲线上得到很好的体现，它反应了各个不同区域之间的组织的差异。在表面和基体分别测五个点求平均值，测得处理后熔覆层表面的硬度为 831HV0.2，基体硬度为465HV0.2，可见经过激光处理后的熔覆层的硬度得到了显著的提高，主要是由于熔覆层的网状稳定硬质相Fe3 W3 C将硬质相Fe3 C3 , W3 C, Fe-Cr围在其间隙的晶粒中，硬质相的存在以及网状Fe3 W3 C相的牵引作用，有效的抵制了熔覆层在载荷作用时发生微形变，从而提高了熔覆层的表面硬度。
为了进一步分析熔覆层的性能，将试样线切割成 8*8mm2厚2mm的矩形片状试块，用WM-2002型摩擦磨损试验仪，载荷250g，转速800r/min,摩擦副为Si3 N4陶瓷球测试，测试时间均为2小时，两种状态下的摩擦系数和磨损失重结果如图5(b)所示，激光超细WC熔覆层的平均摩擦系数和失重都分别为H13基体的3/4和5/8。这主要是由于超细硬质WC的加人，在激光熔池的作用中下，生成的硬质相Fe3C3,W3C增加了形核率，同时异质点的介人有效的阻碍了晶粒长大，使晶粒极大的细化，在快速冷却过程中形成大量的位错，在受外载荷作用时，由于位错阻碍作用，硬质点的支撑作用，网状骨架Fe3W3C的牵引作用，晶粒之间结合的非常紧密，熔覆层不容易产生变形和粘着，进而有如图5(b)所示平滑的摩擦系数曲线，因而有效提高了耐磨性。

(a) 截面层深硬度曲线

(b) 熔覆层表面摩擦磨损曲线
图5

3. 4实物模具的处理和分析
采用优化过的工艺参数对十字锻模具进行宽带激光处理，结果如图6所示，如图箭头所示部位:表面形貌与试样的表面形貌一样平整光滑，无裂纹气孔缺陷;搭接处过渡自然，而且保持着形腔的原貌;模具表面用手提式硬度计测量为780HV，经过0. 4mm厚的熔覆层(图2)，熔覆层与基体之间的冶金结合，保证了模具在使用过程中不与渗层和PVD层一样薄而且容易氧化、脱落;从摩擦磨损过程中小的摩擦系数和磨损量，也同样说明坚硬和光滑的表面可以保证冲压时易于脱模，从而提高模具的冲压件数。

图6 激光处理后十字锻模具

4结论
在H13表面宽带激光熔覆超细WC可获得可以实现大面积的搭接较为理想的熔覆层，表面平整光滑，且表面残余压应力得到较大的提高。
超细WC的加人细化了晶粒，熔覆层由等轴晶、柱状树枝晶、细小的胞状晶组成，主要相为Fe3C3, W3 C, Fe3 W3 C, F3, C3 , W和C0.14.Fe1.86，主要的骨架为Fe3 W3C网状结构。
熔覆层显微硬度为基体的1. 8倍，摩擦系数和磨损量分别为基体的3/4和5/8，由于细晶强化、硬质点支撑作用，位错的阻碍作用和网状骨架Fe3 W3C牵引作用，使得熔覆层显示出较好的硬度和耐磨性。
实物模具处理效果良好，说明宽带激光熔覆超细WC为热锻模提供了一种有效实用的表面强化工艺。(end)

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BW специализируется в научных исследованиях и разработках, и снабжаем самым высокотехнологичным карбидовым материалом для поставки режущих / фрезеровочных инструментов для почвы, воздушного пространства и электронной индустрии. В нашу основную продукцию входит твердый карбид / быстрорежущая сталь, а также двигатели, микроэлектрические дрели, IC картонорезальные машины, фрезы для гравирования, режущие пилы, фрезеры-расширители, фрезеры-расширители с резцом, дрели, резаки форм для шлицевого вала / звездочки роликовой цепи, и специальные нано инструменты. Пожалуйста, посетите сайт www.tool-tool.com для получения большей информации.

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汽载货汽车左/右前扶手下加强板冲压工艺制定及CAE分析www.tool-tool.com

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作者：夏晓峰 苏传义

1 前言
冲压工艺设计是薄板冲压成型技术的关键，由于冲压成型过程非常复杂，工件形状各不相同，使得冲压成型过程的计算相当困难。传统的工艺设计是以简化计算和假设为基础，依靠经验进行初步设计计算后，再通过反复试模、修模来保证冲压零件的质量。传统工艺设计不仅计算时间长、费用高，而且难以保证冲压零件的质量。应用CAE 技术不仅可以分析板料拉延过程中每一时刻制件的形状及力学特性，还可以分析修边、翻边过程中制件的形状及力学特性，为确定合理的冲压工艺提供科学的理论依据。对第一汽车集团公司某型载货汽车左/右前扶手下加强板的产品结构进行了分析，确定了冲压工艺，应用CAE 技术对成形过程进行了分析，检验了冲压工艺设计的合理性。
2 产品形状和特点
左/右前扶手下加强板的形状如图l 所示。其材料为B250PI ，料厚t=2.0 mm ，长×宽X高=151 mmX11O mmx60 mm。左/右件完全对称。

该产品属于汽车内表面件，高低起伏大，翻边深，不允许存在波纹、皱纹、裂纹等质量缺陷。
3 冲压工艺制定
成形过程分析:
a. 由于该产品为左/右件且完全对称，所以采用成双拉延工艺。这样，在拉延过程中，板料不但受力均匀，而且由于采用一模两件，因而提高了冲压效率及材料的利用率。
b. 设计拉延件的形状。将产品翻边展开，并进行工艺补充。为了修边，拉延件只能找拉延。利用CATIA 软件设计的拉延件的形状如图2 所示。

图2 拉延件的数学模型

C. 确定修边线的形状和尺寸。根据拉延件及产品的形状和尺寸，计算出修边线的形状和尺寸。
d. 因每个制件上需要冲出2个孔，而且修边线的形状比较复杂，修边废料需要滑出模具之外，所以修边冲孔的过程需要修边冲孔和修边切开2 道工序完成。
e. 经成形工序得到最终产品。根据以上成形过程分析，确定冲压工艺为:成双拉延→修边冲孔→修边切开→成形。此冲压工艺是根据经验确定的，是否合理需要通过CAE 分析进一步确定。
4 CAE 分析
根据冲压工艺可以看出，该产品的冲压难点在于拉延和成形。要保证板料在拉延过程中不起皱、不破裂，保证成形出合格的产品形状，这些根据经验无法确定，所以利用Autoform软件分析该产品拉延、修边、成形过程，以获得合理的冲压工艺。
4.1 模拟步骤
a. 利用CATIA 软件设计拉延件，并输出该拉延件的*.igs文件和修边线的*.igs文件；设计成形模的凸棋、凹模、压料板，并输出成形模的凸模、凹模、压料板的*.igs文件。
b. 应用Autoform 软件，利用几何体生成器(Geometry generator)输入拉延件的*.igs文件和成形模的凸模、凹模、压料板的*.igs文件;利用曲线管理器(Curve manager)输入修边线的*.igs文件;利用Tip菜单定义冲压方向。
c. 选择增量法(Incremental) 为模拟类型(Simulation type)。
d. 利用输入生成器(Input generator) 输入模拟参数。定义拉延凸模、凹模、压边圈，成形凸模、凹模及压料板;定义拉延毛坯的形状、尺寸、料厚以及材料;定义润滑条件:定义成形过程。
e. 计算模拟，生成*.sim 文件。
4.2 模拟结果分析
4.2.1 拉延分析
a. 图3为凹模与压料圈问合时板料的形状。该时刻可以检查压料面设计的是否合理，由图3可以看出，板料光顺无皱纹，可确认压料面设计合理。

图3 凹模与压料圈问合时板料的形状

b. 图4 为经CAE 分析后、拉延结束时拉延件的形状。从图4可以看出，制件变形充分，无皱纹、波纹及裂纹，说明拉延件设计合理。若发现有皱纹、波纹或者破裂，就需要更改拉延件的形状，然后再进行CAE 分析。

图4 拉延结束时拉延件的形状

4.2.2 修边切开分析
将计算展开的修边线输入到Autoform 的曲线管理器中，利用该曲线修剪拉延件，得到修剪后的工序件如图5 所示。此分析能够检查修边线展开的是否准确，如果利用该修边钱修边后得到的工序件进行最后的成形时能够获得理想的形状，表明修边线展开合理、准确，否则说明修边线不合理，需重新计算修边线的形状及尺寸。

图5 修边后的工序件形状

4.2.3 成形分析
图6是经CAE成形分析得到的制件形状。由图6 可以看出，制件无皱纹、波纹及裂纹。通过对图6和图1 (产品图)的比较可以看出，制件与产品完全一致，说明利用该冲压工艺能够得到合格的产品形状，表明该冲压工艺正确合理，修边线展开准确。

图6 经CAE成形分析得到的制件形状

5 结束语
a. 根据CAE 分析可知，该制件无起皱、波纹及裂纹，因此验证了上述冲压工艺是完全可行的。由此说明利用CAE 模拟技术可以验证冲压工艺的准确性、可行性，避免了依靠经验确定冲压工艺的不准确性，使冲压工艺确定、模具设计与制造一次合格。
b. 避免了传统方法需要进行试模及发现问题后反复多次修模，以至造成无法修模而使模具作废及重新设计和制造而造成的巨大浪费。
C. 应用CAE 模拟技术可以大大缩短新产品开发周期。与传统工艺设计方法相比，开发周期可缩短20%-50%，开发成本可降低10%-30%。(end)

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Welcome to BW tool world! We are an experienced tool maker specialized in cutting tools. We focus on what you need and endeavor to research the best cutter to satisfy users’ demand. Our customers involve wide range of industries, like mold & die, aerospace, electronic, machinery, etc. We are professional expert in cutting field. We would like to solve every problem from you. Please feel free to contact us, its our pleasure to serve for you. BW product including: cutting tool、aerospace tool .HSS DIN Cutting tool、Carbide end mills、Carbide cutting tool、NAS Cutting tool、NAS986 NAS965 NAS897 NAS937orNAS907 Cutting Tools,Carbide end mill、disc milling cutter,Aerospace cutting tool、hss drill’Фрезеры’Carbide drill、High speed steel、Compound Sharpener’Milling cutter、INDUCTORS FOR PCD’CVDD(Chemical Vapor Deposition Diamond )’PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) ’Core drill、Tapered end mills、CVD Diamond Tools Inserts’PCD Edge-Beveling Cutter(Golden Finger’PCD V-Cutter’PCD Wood tools’PCD Cutting tools’PCD Circular Saw Blade’PVDD End Mills’diamond tool. INDUCTORS FOR PCD . POWDER FORMING MACHINE ‘Single Crystal Diamond ‘Metric end mills、Miniature end mills、Специальные режущие инструменты ‘Пустотелое сверло ‘Pilot reamer、Fraises’Fresas con mango’ PCD (Polycrystalline diamond) ‘Frese’POWDER FORMING MACHINE’Electronics cutter、Step drill、Metal cutting saw、Double margin drill、Gun barrel、Angle milling cutter、Carbide burrs、Carbide tipped cutter、Chamfering tool、IC card engraving cutter、Side cutter、Staple Cutter’PCD diamond cutter specialized in grooving floors’V-Cut PCD Circular Diamond Tipped Saw Blade with Indexable Insert’ PCD Diamond Tool’ Saw Blade with Indexable Insert’NAS tool、DIN or JIS tool、Special tool、Metal slitting saws、Shell end mills、Side and face milling cutters、Side chip clearance saws、Long end mills’end mill grinder’drill grinder’sharpener、Stub roughing end mills、Dovetail milling cutters、Carbide slot drills、Carbide torus cutters、Angel carbide end mills、Carbide torus cutters、Carbide ball-nosed slot drills、Mould cutter、Tool manufacturer.

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弊社は専門なエンド・ミルの製造メーカーで、客先に色んな分野のニーズ、

豊富なパリエーションを満足させ、特にハイテク品質要求にサポート致します。

弊社は各領域に供給できる内容は：

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（３）鎢鋼エンド・ミル設計

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（６）ダイヤモンド・エンド・ミル

（７）医療用品エンド・ミル設計

（８）自動車部品＆材料加工向けエンド・ミル設計

弊社の製品の供給調達機能は：

（１）生活産業～ハイテク工業までのエンド・ミル設計

（２）ミクロ・エンド・ミル～大型エンド・ミル供給

（３）小Ｌｏｔ生産～大量発注対応供給

（４）オートメーション整備調達

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冶炼、温度参数对液态模锻件质量的影响www.tool-tool.com

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newmaker

冶炼、温度参数对液态模锻件质量的影响如下:
1.冶炼质量
由于液态模锻(除平冲头间接液态模锻外)无浇、冒口系统，无排渣、集渣和镇静能力，浇入的液态金属几乎全都用于制件本身，从这一意义讲，液态模锻对金属液质量的要求比普通铸造工艺要严格得多。首先，要求炉料干净，成分配比准确。冶炼时严格遵守操作规程，减小氧气卷入和夹杂物形成。在浇注过程中，注意排渣、力争金属液洁净。由于液态模锻一般都是单件连续生产，液态金属必须在保温炉(或熔炼炉)中停放较长时间，保温过程要求合金成分稳定，不氧化，不增加夹杂物等。对于某些不便于长时间保温的合金，需采用大功率小容量的感应炉快速熔炼，实现“一炉一件”办法进行生产。
2.浇注温度
浇注温度过高，增加形成缩孔的倾向，消除它要增大压制力。浇注温度过低将增加自由凝固结壳厚度，降低加压效果。一般采用低温浇注，可减少制件收缩和因收缩而产生的缺陷，提高模具寿命。浇注温度选用可取液相线温度以上50～100℃左右，对于形状简单的厚壁件取下限；对于形状复杂或薄壁件取上限。
3.模具温度
模具温度低，将降低加压效果，还会增加冷隔，形成柱状晶等缺陷；模具温度高，容易粘焊，加速模具磨损。模具温度选用与合金凝固温度、制件尺寸、形状有关。
对于铝合金，预热温度为150～200℃，工作温度为200～300℃；对于铜合金，预热温度为200～250℃，工作温度为200～350℃；黑色金属。预热温度为150～200℃，工作温度为200～400℃。
对于薄壁制件应适当提高模具温度，尤其是小型薄壁件，模具温度偏低，将无法完成加压成形。
在大批量连续生产时，模具温度往往超过允许范围，必须采用水冷或风冷措施。
4.模具涂层和润滑
液态模锻模具受热腐蚀和热疲劳严重，为此常在模具与液态金属直接接触的模膛部分，涂覆一层“隔热层”，该层与模具本体结合紧密，不易剥落。压制前，在涂层上再喷上一层润滑层，以便于制件从模具取出和冷却模具。这种“隔热层”上复合润滑层，效果最好，但目前，多数不采用“隔热层”，而直接涂覆润滑剂，效果也不错，尤其对于有色金属合金液态模锻，情况更佳。
从各国情况看，液态模锻使用的润滑剂和压力铸造基本相同。 (end)

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激光切割缩短模具制造周期www.tool-tool.com

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来源：《现代模具》

与塑料模具不同，汽车覆盖件模具工艺复杂、工序繁多。一般要经过拉延、切边、冲孔、翻边（整形）等工序，其中切边工序周期最长。造成切边模周期长的最直接的原因是确定切边线需要用大量时间、反复摸索。传统的切边线摸索方法使模具制造周期很长，且企业生产成本也随之增加较多。而随着模具行业的竞争日趋激烈，要求模具的制造工期越来越短，且模具价格不断下降，也要求模具企业进一步降低生产成本，使得新方法的使用迫在眉睫。
三维激光切割，正是顺应了目前模具行业的迫切需要，它能有效提高汽车覆盖件模具切边线的摸索质量、减少摸索次数、加快切边线确定的进程，可以有效缩短模具制造周期。
1激光切割原理
激光切割是利用经聚焦的高功率、高密度激光束照射工件，使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点，同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质，从而实现将工件割开。它是一种高速、基本无变形、加工质量稳定的加工技术。三维激光切割可以根据产品的变化随形加工，完全满足汽车覆盖件切割的复杂要求。
2传统的切边线确定方法
汽车覆盖件切边模具大量采用Cr12MoV（对应国外牌号SKD-11）等合金钢作为切刃，这些材料价格昂贵，在焊接工艺不当或多次焊接过程中容易开裂。如果开裂那么镶件将报废，一方面模具成本会随着重新买料、加工而大幅增加，另一方面模具生产周期也会相应增长。故一般情况下，模具企业不会冒着可能大幅增加成本且增长生产周期的风险冒然加工切边模具，都会先对切边线进行几轮摸索后才加工模具。
下面我们对传统切边线确定方法进行简单介绍。
首先，我们将CAE软件计算出来的理论切边线放一定手工修正余量（一般2mm左右)编制二维划线程序，然后将拉延模凸模放在机床上，并将已拉延完成的产品放在凸模上。我们用编制好的划线程序在产品上划线。由于汽车覆盖件产品形状复杂，且划线是在普通三轴机床上进行，所以会有划不到线的情况。图1所示就是一个很好的例子，在产品很陡峭的地方二维划线就显得无能为力了，这时需要再辅以手工划线。在对产品划完线后，工人根据划线，用火焰切割或用粗砂轮将不要的地方粗加工掉，再手工修出工件，接下来用该工件调试翻边（整形）模具，最终压出产品。并交由检测人员检测产品，根据产品情况，调整切边线。最后，根据检测结果改线，重新划线、再试模，这样反复数次。

根据上面对传统的切边线确定方法的介绍，我们不难看出：在传统切边线确定过程中，第一次划线就与理论切边线不一致，加上还有手工辅助划线，并手工修出产品件，也就是说，一开始我们想得到的结果与理论有很大差距，每一次改修实际上已经不完全是建立在上次的结果之上了，这就注定了我们需要反复数次才能得到一个相对可靠的结果；另外，由于每一次改修都需要大量手工修正，极浪费时间，造成上一次试模与下次改修之间的时间间隔会很长，也增大了模具生产周期的压力，还有就是每一次试模我们不仅会浪费产品样件，更会占用大量机床设备，同样也对模具成本控制也是挑战。
总的来讲，传统切边线确定方法最大的缺点是：手工修正占主导地位，人为干预多、周期长、成本高、质量低。
3 激光切割方法确定切边线
与传统方式相同，激光切割确定切边线的方法也同样要经过：编程、切割、试模、检测、修改线、再切割、再试模的循环，都需要占用机床。有如下不同之处：
第一，编制的程序不再留手工修正量，而是与理论切边线完全一致的三维加工程序，直接用于切割产品的。如图2所示，它能保证切割过程始终与实际切边状态一致，没有二维划线所划不到的情况。整个切割过程没有手工干预，从源头上保证了每一次加工得到的产品都与数模一致，从而将原来需要数次摸索才能得到的切边线减少到仅需要3到4 次就可以完成。由于没有划线工序，也省去了手工切割的时间，使用激光切割可以将原来需要4小时（甚至更多时间）才能手工修出一个件减少到10分钟左右，将原来需要几天才能确定一个产品切边线的时间缩短为仅需要几小时。

第二，激光切割得到的产品质量很好，切边线光顺，外观质量远远优于手工得到的产品。图3是用传统划线+手工修正得到的产品，我们可以看出产品边缘有明显的黑皮，轮廓质量较差。图4是用激光切割加工的产品，表面质量接近于模具直接加工出的产品，更符合实际需求。

第三，由于采用了专用机床，不会因产品划线而影响其它模具生产进度，不再是一个简单的串行方式，为企业竞争赢利更多的时间，占用更少的资源。
激光切割确定切边线的方法特点：切割完全适应覆盖件产品的复杂变化、完全模拟实际模具生产状况、不需要手工修正、速度快、周期短、切割质量好。
4 激光切割编程与加工
与通用软件不同，激光切割软件一般不单独销售，基本上是同机床捆绑销售。在激光切割机市场日本NTC公司的五轴激光切割机占有绝对优势，它们捆绑的主要是PEPS PentaCut软件。与机床捆绑销售的好处是：软件中事先已经定制好了机床相关数据，保证程序仿真的真实性与准确性，同时也保证了用户生成的程序符合机床要求，杜绝了用户因设置错误而造成撞机的可能。这类软件显得特别简单、实用。
下面以PEPS软件说明激光切割编程过程。
（1）数据准备。
PEPS软件能够直接读入如UG、CATIA、PRO-E等文件，也可以读入DXF、IGS、STEP等格式的文件，所以我们一般不需要对模型进行特殊的转换。值得一提的是该软件读入模型时只认模型的绝对坐标，而对汽模来讲我们一般模型的绝对坐标是汽车车身坐标。虽然在该软件中通过一系列的移动、旋转指令我们也可以将模型转到合适的位置，但不如在UG、CATIA等软件中改得那么快、那么直观，故建议将原有模型的相对坐标转换成绝对坐标。
（2）编程与仿真。
如前所述，由于软件是与机床捆绑销售，软件也预设置好了机床的所有参数，在导入数模后我们仅需要做简单的操作就可以使产品数模移到预定位置（一般是机床中心）。考虑到产品在切割过程中可能变形，所以我们加工需要按一定的顺序，根据经验我们按先孔后轮廓、先内后外的方式，依次选取加工要素，只要我们确认选择完成，软件会自动计算出程序。原则上软件会自动保证不过切、不碰撞、不超程，但有时也需要手工修改，不过该软件较智能且容易操作，只要简单几步就可以将程序修正完成。
程序计算后，我们需要对程序进行仿真加工，仿真界面如图5所示，我们可以方便地将机床的刀轴定位于任何地方。

（3）激光切割加工
图6展示的是产品样件，图7是产品样件正在切割。

5 激光切割的前景
虽然，三维激光切割机在国内还没有普及，但随着行业竞争的加剧，缩短周期、提高质量、降低成本是模具企业发展的必由之路。激光切割必将成为模具企业最有力的竞争法宝。(end)

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