Зараз все більше деталей кузова автомобілів використовують деталі гарячого формування. Виробництво деталей гарячого формування має проходити через різні етапи формування прес-форми, а форму потрібно обрізати, щоб сформувати метал на деталі. Оскільки гарячеформовані деталі дуже тверді, їх майже неможливо відремонтувати у прес-формі, і їх потрібно обробити, щоб отримати правильну форму, що не тільки збільшує собівартість виробництва, але й знижує ефективність виробництва. Оскільки лазерний промінь не чинить жодної сили на заготовку та не контактує з ріжучим інструментом, це означає, що заготовка не має механічної деформації, зносу інструменту, а також проблеми заміни інструменту, а ріжучий матеріал не потрібно враховувати його твердість, тобто здатність лазерного різання не залежить від твердості матеріалу, що ріжеться, і матеріал будь-якої твердості можна різати. В даний час лазерне різання все ще є найефективнішим методом обробки для різання отворів і обрізки високоміцних сталевих деталей гарячого формування.
У процесі лазерного різання, для різання складних поверхонь, неминуче виникне проблема задирок. Ріжучий задир деталей має великий вплив на якість продукту. Основна мета цього дослідження — проаналізувати причини появи задирок і запропонувати можливі рішення для забезпечення якості та безпеки деталей.
Після багатьох польових практик і аналізу ми підсумували наступні моменти.
1. Висота кута різання та вплив фокусу
Як правило, фокус має бути на поверхні заготовки або трохи нижче, але вимоги до різних матеріалів різні. При різанні вуглецевої сталі якість різання краща, коли фокус знаходиться на поверхні листа; При різанні нержавіючої сталі упор повинен становити приблизно 1/2 товщини пластини.
Після тестування, коли параметри потужності та швидкості однакові, зміна висоти та фокусу вплине на розмір кутового задирка. Однак у фактичному процесі різання 3D-заготовки ми виявили, що поточне обладнання, як правило, має автофокусування, використовує ємнісний датчик висоти, а фокус і висота в основному знаходяться в стабільному стані під час виробничого процесу, тому його вплив на ріжучі задирки є в основному ліквідовано.
2. Вплив ріжучого сопла та тиску повітря для різання
Під час лазерного різання лазерний промінь повинен проходити через поле газового потоку, створюване соплом. Спеціальна структура надзвукового сопла може перетворити майже весь тиск допоміжного газу в кінетичну енергію, видувати шлак і досягати більш досконалої поверхні лазерного різання. Зміна типу ріжучої насадки може покращити різальний задирок, коли параметри різання залишаються незмінними.
3. Вплив відхилення між цифровим аналогом і фактичною заготовкою
Процес виробництва гарячеформованих деталей завершується наступними трьома етапами.
(1) Виробництво чистих аркушів. Заготівельний лист — це лист зі спеціальним профілем, виготовлений на лінії розмотування та заготовки, а потім транспортується на лінію гарячого формування. Робот надсилає чистовий аркуш на кодувальну машину через вакуумну присоску для кодування, а потім кладе його на конвеєрну лінію для передачі в нагрівальну піч.
(2) Металографічна структура аустенітизована.
(3) Гаряче тиснення.
У фактичному процесі виробництва деталей, на який впливають такі фактори, як відскок гарячого преса та подача, заготовка має різні стани, і існує певна помилка між цифровим і аналоговим програмуванням і фактичною заготовкою, що є причиною поганої якості кутів і опіки.
Після виробничого випробування в польових умовах однакові параметри різання та однакова партія деталей вимірювалися багато разів, і було виявлено, що вплив на задирки був незначним.
4. Вплив між позиціонуванням заготовки
Розташування між заготовкою та пристосуванням сильно впливає на точність ріжучої частини. Під час різання ріжучий газ під високим тиском бере участь у різанні та обдуває заготовку, що може бути однією з причин кутового задира.
З тими самими параметрами різання ту саму партію деталей можна вимірювати кілька разів, а також можна додати притискний затиск і опорну поверхню, що може покращити стабільність виробничого розміру, але мало впливає на покращення задирок.
5. Вплив потужності різання та поворотної швидкості
Розмір потужності лазера має значний вплив на швидкість різання, ширину різального шва, товщину різання та якість різання. Необхідна потужність визначається відповідно до характеристик матеріалу і ріжучого механізму. Після тестування було виявлено, що зміна кутової швидкості вплине на розмір кутових задирок при тій самій швидкості.
У процесі лазерного різання швидкість різання має значний вплив на якість різального матеріалу. Ідеальна швидкість різання змусить поверхню різання мати відносно стабільні лінії, а в нижній частині матеріалу не буде шлаку. Коли швидкість різання відносно низька, час дії лазерної енергії на різальний шов подовжується, що призводить до збільшення ширини різального шва. Коли швидкість різання занадто низька, час дії лазерного променя занадто довгий, різниця між верхнім і нижнім різальним швом заготовки буде великою, якість різання буде знижена, а ефективність виробництва буде значно знижена . Зі збільшенням швидкості різання час дії енергії лазерного променя на заготовку стає коротшим, що зменшує ефект дифузії тепла та теплопровідності, а отже, відповідно меншу ширину розрізаного шва. Якщо швидкість надто висока, вирізана заготовка не прорізається через недостатнє підведення тепла. Це явище відноситься до неповного різання, і розплавлений матеріал не може бути вчасно здуто. Ці розплавлені речовини призведуть до повторного зварювання розрізаного шва.
Підводячи підсумок, ми виявили, що в реальному виробництві зміни таких параметрів, як потужність і швидкість, мають великий вплив на заусенці. 3D-заготовка не завжди розрізається по прямій лінії. У процесі різання буде багато кутів, опуклостей або змін напрямку. Реальна швидкість ходу верстата постійно змінюється. З цією метою ми зібрали в режимі реального часу швидкість траєкторії, потужність лазера, частоту, коефіцієнт завантаження та інші дані про параметри, зіставили найкращі параметри різання відповідно до їхніх змін, знайшли їх відповідний функціональний зв’язок і зрозуміли, що вихідна змінна буде розминати час - змінювати параметри в русі верстата, щоб досягти ефективності без зниження, підвищення якості різання або дещо зниження ефективності та покращення якості різання. Запишіть формулу в системну програму та активуйте функцію безпосередньо через інтерфейс людина-комп’ютер.
Про HGTECH: HGTECH є піонером і лідером лазерного промислового застосування в Китаї, а також авторитетним постачальником глобальних рішень для лазерної обробки. Ми комплексно організували лазерну інтелектуальну машину, вимірювальні та автоматизовані виробничі лінії, а також інтелектуальне будівництво заводу, щоб забезпечити загальні рішення для інтелектуального виробництва.
