最近では、熱間成形部品を使用する自動車ボディ部品がますます増えています。 熱間成形部品の製造では、金型成形のさまざまな段階を経る必要があり、金属を部品に成形するために金型をトリミングする必要があります。 熱間成形された部品は非常に硬いため、金型で修理することはほとんど不可能であり、正しい形状を形成するために機械加工する必要があり、生産コストが増加するだけでなく、生産効率も低下します。 レーザービームはワークピースに力を加えず、切削工具に接触しないため、ワークピースに機械的変形、工具の摩耗、工具交換の問題がなく、切削材料を考慮する必要がないことを意味しますその硬度、つまり、レーザー切断能力は、切断される材料の硬度の影響を受けず、あらゆる硬度の材料を切断できます。 現在、高強度鋼の熱間成形部品の穴あけとトリミングには、レーザー切断が依然として最も効果的な加工方法です。
レーザー切断のプロセスでは、複雑な表面を切断するために、切断バリの問題が必然的に発生します。 部品の切削バリは、製品の品質に大きな影響を与えます。 この研究の主な目的は、切削バリの原因を分析し、部品の品質と安全性能を確保するための実行可能な解決策を提案することです。
多くの現場での実践と分析の後、次の点をまとめました。
1.カッティングコーナーの高さとピントの影響
一般に、焦点位置はワークピースの表面またはわずかに低い位置にある必要がありますが、材料が異なれば要件も異なります。 炭素鋼を切断する場合、焦点がプレートの表面にあると切断品質が向上します。 ステンレス鋼を切断する場合、焦点はプレートの厚さの約 1/2 にします。
テスト後、出力と速度のパラメーターが同じ場合、高さと焦点を変更すると、コーナー バリのサイズに影響します。 しかし、実際の 3D ワーク切断プロセスでは、現在の装置は静電容量式高さセンサーを使用したオートフォーカスが一般的であり、フォーカスと高さは生産プロセス中に基本的に安定した状態にあることがわかりました。そのため、切断バリへの影響は基本的に解消。
2.切断ノズルと切断エア圧の影響
レーザー切断中、レーザービームはノズルによって生成されたガスフローフィールドを通過する必要があります。 超音速ノズルの特殊な構造により、補助ガスのほぼすべての圧力を運動エネルギーに変換し、スラグを吹き飛ばして、より完璧なレーザー切断面を実現できます。 切断パラメータが変更されていない場合、切断ノズルのタイプを変更すると、切断バリを改善できます。
3.デジタルアナログと実際のワークのズレの影響
熱間成形部品の製造工程は、次の 3 つのステップで完了します。
(1)ブランキングシートの製作。 ブランキングシートは、アンコイリングおよびブランキングラインで製造され、熱間成形ラインに搬送される特定のプロファイルを備えたシートです。 ロボットは、コーディング用のバキューム吸引機を介してブランクシートをコーディングマシンに送り、コンベアラインに乗せて加熱炉に送ります。
(2) 金属組織がオーステナイト化されている。
(3) ホットスタンプ。
ホットプレスのリバウンドや送りなどの要因の影響を受ける部品の実際の生産プロセスでは、ワークピースの状態が異なり、デジタルおよびアナログプログラミングと実際のワークピースの間に一定の誤差があり、コーナー品質の低下や火傷します。
フィールド生産テストの後、同じ切削パラメータと同じバッチの部品を何度も測定しましたが、バリへの影響は小さいことがわかりました。
4.ワーク固定位置の影響
ワークと治具の位置決めは、切削部の精度に大きく影響します。 切断プロセス中、高圧の切断ガスが切断に関与し、ワークピースを吹き飛ばします。これがコーナーバリの原因の 1 つになる可能性があります。
同じ切削パラメータで、同じバッチの部品を数回測定でき、圧力クランプとバックアップ面を追加できます。これにより、生産寸法の安定性が向上しますが、バリの改善にはほとんど影響しません。
5.切削力とコーナースピードの影響
レーザー出力の大きさは、切断速度、切断シーム幅、切断厚さ、および切断品質に大きな影響を与えます。 必要なパワーは、材料の特性と切断メカニズムに応じて決定されます。 テストの結果、コーナー速度を変更すると、同じ速度でもコーナー バリのサイズに影響することがわかりました。
レーザー切断プロセスでは、切断速度が切断材料の品質に大きな影響を与えます。 理想的な切断速度は、切断面に比較的安定した線が現れ、材料の下部にスラグが発生しません。 切断速度が比較的遅い場合、切断シームでのレーザー エネルギーの作用時間が長くなり、切断シーム幅が増加します。 切断速度が遅すぎると、レーザービームの動作時間が長すぎ、ワークピースの上部と下部の切断シームの差が大きくなり、切断品質が低下し、生産効率が大幅に低下します. 切断速度の増加に伴い、ワークピースに対するレーザービームエネルギーの作用時間が短くなり、熱拡散と熱伝導の影響が小さくなり、それに応じて切断シームの幅が小さくなります。 速度が速すぎると、切断入熱が不十分で切断されたワークが切断されません。 この現象は不完全な切断に属し、溶融材料は時間内に吹き飛ばすことができません。 これらの溶融物質は、カットシームが再び溶接される原因となります。
まとめると、実際の生産では、パワーやスピードなどのパラメータの変化がバリに大きな影響を与えることがわかりました。 3D ワークピースは常に直線で切断されるとは限りません。 切断プロセス中に、多くの角、膨らみ、または方向の変化があります。 工作機械の実際の走行速度は常に変化しています。 この目的のために、リアルタイムのパス速度、レーザー出力、周波数、デューティ比、およびその他のパラメーター データを収集し、それらの変化に応じて最適な切断パラメーターを一致させ、対応する関数関係を見つけ、出力変数が時間をこねることに気付きました。 -パラメータを工作機械の動きに変えて、効率が低下しないように、切削品質が向上するか、効率がわずかに低下し、切削品質が向上します。 数式をシステム プログラムに書き込み、人間とコンピューターのインターフェイスを介して直接機能を有効にします。
HGTECH について: HGTECH は、中国におけるレーザー産業応用のパイオニアでありリーダーであり、世界的なレーザー加工ソリューションの権威あるプロバイダーです。 私たちは、インテリジェントな製造のための全体的なソリューションを提供するために、レーザーインテリジェントマシン、測定および自動化生産ライン、およびスマートファクトリー構築を包括的に配置しました。
