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C00RD3龙门式三坐标测量机在汽车覆盖件模具中的应用

伴随生活品质的提高,汽车已经成为人们生活的重要组成部分。人们对汽车的外观、品质、安全性的要求越来越高,更新换代也更加频繁。这对汽车模具的品质、生产周期都提出了更高的要求。但随着汽车市场的竞争日益激烈,汽车和汽车模具的价格却越来越低,这就对汽车模具行业提出了极高的要求。越来越复杂的模具曲面造型和结构,已经成为广大模具企业必须要面对的现实。以轿车整体侧围外板为例,现在普遍由传统的六序(不含开卷落料)生产改为四序生产,模具的动作关系极其繁复,再如轿车的左右前后门内板四件在一套模具上完成,模具规模之大结构之紧凑可见一斑。随之而来的是模具制造必须达到极高的精度要求,要实现对模具过程加工质量的测量必须要具备相应规格的三坐标测量机

目前,一汽模具拥有四台意大利C00RD3龙门式三坐标测量机,应用法国Metrolog Ⅱ测量软件。具备几何元素测量,形位公差的评价、3D CAD模型比对测量和形位公差的评价等功能。用于模具结构尺寸、形状曲面和冲压件测量。

模具开发过程

模具开发一般过程是:合同评审、可行性分析→工艺设计→结构设计→实行铸造→机械加工→模具装配→模具调试→制件整改→模具验收→模具发货→现场调试→模具交付→模具售后。

三坐标测量机的主要应用

三坐标测量机在模具制造中的应用主要体现在两个方面:加工过程质量控制、模具产品即冲压件的测量以获取模具整改数据。

1.模具加工精度的过程控制

模具生产中的过程控制精度包括四个方面:尺寸精度、形状精度、位置精度、表面精度;由于模具工作的动作特性决定模具的相互位置精度最为重要。

在模具精加工完成后,通过上下模建立相同坐标系,对模具工作元件的曲面、轮廓及结构尺寸进行测量,通常情况下以下模为基准,测量后对工作元件做尺寸优化,得到上下模具各配合尺寸偏差,对上模的导柱、导板等位置进行修正,提高模具的位置精度,避免对工作元件的修复,从而提高模具加工的经济性和准确性,同时缩短模具加工周期。

以行李箱外板拉延模具测量优化为例,图1a、b为模具凹模和凸模按基准孔建立坐标系后测得的曲面点偏差,此状态下模具导板尺寸满足要求,导板分布数据见表1。但从数据对比综合分析,徽标一侧会产生0.17mm的研修量,增加调试很大的工作量并会影响制造周期。如果重新上数控设备修正型面偏差,则加工成本很高并影响周期。这时我们就可以通过坐标系的优化导板的配合尺寸,来实现凸模和凹模的配合精度。

优化的方法是通过测量软件的拟合功能,选择平移参数得到新的曲面点报告,如图2a、b ,此时导板尺寸变化成表2的数据结果,在型面不动的情况下,修正导板P6、P7时其去除量0.08mm,导板P2、P3配垫就可以实现模具型面的高精度配合,既经济又准确,同时可控度很高。

2.对冲压件的测量和获取模具整改数据

应用三坐标技术对冲压零件进行检测,较传统的手工检具测量有着巨大的优势,不仅工作效率成倍提高,而且其检测过程是利用零件的数学模型直接与零件表面获取的实测点进行比对,其结果数据真实可靠,特别是编程自动测量,可实现重复再现同一结果,成为模具整改的有力数据保障。

因为模具加工的特殊性,模具工作元件的合格并不一定生产出合格的冲压件产品。模具必须经过调试整改后才能生产出合格的冲压件,而模具整改的依据就是在模具稳定状态下试冲出的冲压零件,其整改效果取决于零件测量数据的准确性,三坐标测量在这方面发挥了巨大作用。测量结果不仅可以形成文本报告,还可以输出IGS文件格式直接用于模具更改,实现快速准确整改。

三坐标测量机的优缺点

三坐标具有超大测量范围和超高精度、高效、高稳定性、高智能化的优势,逐渐成为模具企业质量控制的有力手段,是目前应用最为广泛和最可靠的测量和检测设备,具有以往传统检测无法比拟的强大的测量功能:

(1)能与主流CAD软件直接交换数据,实现互读,其优化的图形引擎支持大型数模;

(2)能实现在线检测与脱机编程;

(3)多种计算方法评定形位工差,其计算方法通过欧洲PIB和美国NIST认证;

(4)具有针对自由曲面的多种找正方式,BEST-FIT对测量数据的最佳贴合;

(5)报告形式多样,能满足不同用户的不同要求;

(6)多语言接面,全窗口操作,测量效率高。

但由于三坐标设备价格高,造成质量成本增加;相对白光扫描采集数据密度小、效率低。

建议

针对汽车覆盖件模具制造在选购三坐标测量机时,通常采用龙门式或移动桥式测量机,以获得垂直方向上敞开探测空间,要具备足够的测量范围,同时要克服大型模具的自重变形对测量的影响,要具备承重30t、平面度0.05mm以内(调整精度)的测量平台。


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