五轴技术在汽车模具制作中的应用

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五轴技术闻名于航空、航天工业，如叶轮、叶片、结构件铣削等方面的应用，五轴联动经过多年的应用已成为一种成熟、前沿的技术。这项技术近年来在特殊项目及产品上也得到了广泛的应用，如五轴激光加工技术。近几年激光技术得到了快速发展，已成为主流的切割技术。因其具有较好的切割质量与精度，以及无与伦比的加工速度，板材行业普遍认为激光切割在将来极有可能取代冲压成为主流的钣金加工技术。现在，我们就针对五轴激光切割技术在汽车模具制作中的应用做一些简要地介绍。
        1.激光切割的原理
        激光切割的原理是：在激光束能量作用下（在氧助切割机制下，还要加上喷氧气与到达燃点的金属发生放热反应放出的热量），材料表面被迅速（感应范围内）加热到几千乃至上万度而熔化或汽化，随着汽化物逸出和熔融物体被辅助高压气体（氧气或氮气等）吹走，切缝产生。
        在切割实际操作中有氧割和氮割之分，在保持同样切割精度前提下，氧割热量大、速度快，但是切边有褐色、薄氧化层；氮气需要用高压氮气，速度慢、成本高，但切边无氧化、呈银灰色，可以直接进行焊接，常用来切割要求较高的不锈钢一类材料。
        2.五轴激光加工技术在现代模具制造中的优势
        激光加工已成为现代汽车制造不可或缺的技术，代替传统的手工切割+冲裁模制造方式已成为国际上大力发展的一项先进技术。众所周知，在模具的制作过程中，修边、冲孔工序一直是模具制造过程中的难点，特别是一些结构复杂的斜切、斜冲、斜翻等大型汽车模具。修边线的确定如果采用传统的制作方式十分困难，且需反反复复摸索几次甚至十多次，给钳工、加工设备带来了极大的工作量，不但对钳工的技能水平提出了较高的要求，而且会严重地影响后工序模具的调试。且现实中有很多修边、冲孔模的切刃材质从成本上考虑采用了合金钢，如Cr12、Cr12MoV等，如果采用传统的修边模制作方法，就难免会对刃口进行多次堆焊，由于诸如上面的材料在进行多次堆焊的过程中，容易开裂而致使镶件报废，不得不重新补料再加工，这样，不但周期会被滞后，而且模具的制作成本也会大幅增加。如果采用激光切割技术，对于开发如图1所示的汽车零件，等拉延模样件（图2所示）试模成功后，就可以用激光切割来替代修边、冲孔工序，沿图2上所示的修边线进行切割，把切割所得的样件直接用于下一道翻边工序进行试模，把所得的最终样件与检具进行比较，如果有差异，通过计算机对上次的修边线进行修整再次切割，直至成功。整个过程节省了两道工序，完全改变了传统的单线串行制作方式，很大程度上缩短了工艺流程和降低了模具制作成本。基于五轴激光加工技术在现代模具制作的过程中有着这样明显的优势，因此，倍受很多模具企业的青睐，并得到了广泛、成功的应用。