基于激光组合加工技术分层模块化模具的快速高精制造方法

摘要

本发明公开了一种基于激光组合加工技术分层模块化汽车覆盖件模具的快速高精制造方法。该方法以激光切割加工为主，激光表面强化及熔覆技术为辅，结合分层模块化模具结构设计方法，实现了汽车覆盖件模具的快速高精制造，为新车型开发中的样车试制、覆盖件模具试制提供了快速而经济的技术支撑手段。该方法包括模具分层切割、模块化组合定位与连接、激光表面强化及熔覆处理等工艺步骤，最终形成在局部关键部位处，材料由表及里呈功能梯度分布，各结构层具有不同的机械性能和作用，既可保证模具的整体性能要求，又可简化工艺、降低成本。该方法可为200辆样车试制提供样件，同时可为即将正式生产用钢制模具提供充分可靠并经过实验验证的设计数据。

主权项

一种基于激光组合加工技术分层模块化模具的快速高精制造方法，基于计算机图形学原理实现了完全数字化驱动的分层模块化模具CAD与CAM，以激光切割技术为主要加工手段，并结合激光表面强化技术和激光表面熔覆技术，实现了模具的快速高精制造，最终形成在模具刃口等关键部位的横断面上，材料由表及里呈功能梯度分布，各结构层具有不同的机械性能和作用。其特征在于：1)分层模块化模具结构本软件系统将完整连续的模具沿特定方向自动进行序列离散化剖分，再对层与层之间的定位和连接关系进行层间连接结构设计，其基本设计过程是一个“合‑分‑合”的新型模具结构。2)组合式激光加工技术①利用本发明提供的算法对模具进行自动分层和排样，采用激光切割技术逐次切割下料，数控轨迹中激光头轴线与型面保持相切；②对依次组合拼接的模具，对其刃口等关键部位进行激光表面强化或熔覆处理，其处理过程要求在不损坏聚焦镜的情况下，激光头的轴线尽量与被处理型面保持垂直；③上述加工过程采用远程红外摄像头进行在线监测，实现闭环实时控制下的高精加工。