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有没有选择激光切割机进行模具行业传动件加工?

有没有选择激光切割机进行模具行业传动件加工?

在模具车间的机油味和机器轰鸣声里待久了,总能听见老师傅们为“传动件”这几个字较劲。齿轮要咬合得严丝合缝,凸轮的曲线差一点都不影响整个模具的运行精度,就连一个小小的轴承座,孔位偏个零点几毫米,可能就得让后续装配折腾半天。传统加工这些传动件,铣削、线切割、磨削轮番上阵,费时费力不说,小批量、多品种的生产模式,更是让工人们天天围着机床转。

这几年总有同行问:“激光切割机能不能干传动件这活儿?”说起来,激光切割在模具行业算不上新面孔,钣金下料、刻字打标早用开了,但轮到精密的传动件,不少老师傅第一反应是:“那玩意儿‘烧’出来的东西,能行?”今天咱不聊参数,不谈理论,就蹲在车间里,从实际加工的角儿,掰扯清楚激光切割机和模具传动件,到底能不能“凑一对”。

先搞明白:传动件加工,到底难在哪儿?

模具里的传动件,说白了就是“传递动力的零件”——齿轮、齿条、凸轮、连杆、蜗轮蜗杆……这些零件看着块头不大,要求却一点不含糊。

精度是第一道坎。比如注塑模里的齿轮传动,模数2、齿数20,齿形公差得控制在±0.02mm内,不然注塑时产品飞边、毛刺不断,模具直接报废。材料也是麻烦事儿。45号钢、40Cr是常客,调质后硬度有HRC30多,有些高传动要求的还得用渗氮处理,硬得像石头。还有形状,凸轮的非圆曲线、连杆上的异形孔,传统加工得靠成型刀一点点“啃”,复杂的形状画图都费劲,更别说加工了。

更别说小批量了。模具厂接的单,有时候一个模子就几件传动件,专门开一套工装夹具,成本比零件还高;工人手工对刀、测量,误差说有就有,一天干不了几件。这些“老大难”问题,激光切割机能不能接招?

激光切割机进传动件加工:优势在哪?

先把话说在前面:激光切割机不是万能的,但它确实能解决传统加工里的一些“刺儿头”问题。从这些年车间里的实际应用来看,至少有三个地方让人眼前一亮。

第一,小批量、多品种,效率“反杀”传统加工。

以前最头疼的就是“单件、小批量”的传动件加工。比如汽车模冲压用的齿条,一次就3件,材料还厚(15mm的45号钢)。传统加工:锯床下料→铣床粗加工外形→线切割割齿形→磨床精磨孔位,一圈下来两三天。换激光切割呢?直接整张板材铺上,编程、切割一次成型,15mm厚的45号钢,激光功率6000W,半小时就能割完3件齿条毛坯,剩下的边角料还能留着下次用。不光速度快,编程也灵活,改个齿数、改个凸轮曲线,在软件里改两下就完事,不用重新做工装,这对经常打样、改模的模具厂来说,简直是“救命稻草”。

有没有选择激光切割机进行模具行业传动件加工?

第二,复杂形状,“无接触”加工更稳当。

传动件里总有些“歪瓜裂枣”——比如非圆凸轮的轮廓曲线,或者带弧齿的锥齿轮,传统加工得靠五轴机床或者成型刀具,成本高不说,调整起来麻烦。激光切割是“光斑切料”,刀具根本不碰零件,复杂曲线只要能画出来,激光就能给你“描”出来。之前有个注塑厂的客户,要做带凸台的异形连杆,传统加工铣了3天,还有0.5mm的弧度没到位,换激光切割,一次编程就把曲线和凸台一起切出来了,断面还光滑,后面稍微打磨就能用。

第三,材料适应性广,硬材料也能“啃”。

别以为激光切割只能切薄板,现在高功率激光切割机(8000W甚至更高),20mm以内的45号钢、40Cr“切瓜切菜”似的,不锈钢、钛合金、铝合金更不在话下。之前帮一个做压铸模的厂子加工传动件,材料是HRC38的40Cr渗氮件,传统磨床加工怕崩刃,线切割又慢,结果激光切割直接切了个毛坯,留0.3mm余量,最后磨床轻轻一磨就达标了,效率提了不止一倍。

但话说回来:这些传动件,激光切割可不能“硬刚”

优势归优势,但要把激光切割机当成传动件加工的“全能选手”,那就大错特错了。实际车间里,哪些活儿它能干,哪些活儿得悠着着,咱得心里有数。

精度要求极高的“精密传动件”,激光切割得让位。

比如精密减速器里的谐波齿轮模数1、齿数50,要求齿形公差±0.005mm,这种活儿激光切割真干不了——激光切割的精度再高,也有±0.02mm的定位误差,切完的齿形齿顶、齿根得留余量,还得靠磨床或者滚齿机精加工。激光在这里的作用,更多是“打头阵”,把毛坯形状做出来,后面再精加工,这样效率比直接从头加工高多了。

厚壁零件(超过25mm),效率“拉垮”还费钱。

20mm以下的材料,激光切割速度快,成本低;一旦超过25mm,比如40mm厚的45号钢齿轮坯,激光得反复切割好几刀,时间比铣床还长,而且功率开太大,镜片、喷嘴损耗也厉害,成本蹭蹭涨。这种厚件,传统铣床或者车床加工反而更划算。

需要“复杂热处理”的零件,切割后变形难控制。

有些传动件要求“淬火后硬度均匀”,比如模数3以上的齿轮,传统加工是先粗加工,再淬火,最后磨齿。如果用激光切割切完毛坯直接淬火,激光切割的热影响区(HAZ)会让材料局部硬度不均,淬火后零件变形,后面磨齿都救不回来。这种情况下,激光切割只能切“退火态”的材料,热处理后再精加工。

用激光切割机加工传动件,得注意这些“坑”

有没有选择激光切割机进行模具行业传动件加工?

有没有选择激光切割机进行模具行业传动件加工?

就算适合的场景,真上手干活儿也不能掉以轻心。这几年见过不少工厂因为没踩对点,要么零件报废,要么效率没起来。这里给几个实在的建议:

材料预处理很重要,“平整”比什么都强。

激光切割最怕板材不平,切到一半板材翘起来,零件直接报废。之前有个小厂用激光切4mm厚的齿条,板材来的时候就有内应力,切完放那儿两天,齿条自己弯了,白干一场。后来学乖了,厚板材切前先校平,切完及时进行“去应力退火”,变形问题才解决。

切割参数“不是一成不变”,得对着材料调。

同样是切不锈钢,201和304的激光功率、氧气压力、切割速度都不一样;就算是同种材料,厚3mm和厚10mm的参数差得更多。见过有老师傅“一套参数走天下”,结果切45号钢的时候功率小了,断面全是渣;切不锈钢的时候气压高了,零件边缘被吹出毛刺。记住:参数是死的,人是活的,不同材料、不同厚度,得先试切、再调整。

断面处理不能少,“毛刺”影响配合精度。

激光切割的零件,断面多少会有点“挂渣”,尤其是厚碳钢,不处理的话,和别的零件装配时,毛刺会把配合面划伤,甚至卡死。所以切割完得及时去毛刺,要么用打磨机,要么用滚筒抛光,精度要求高的,还得用砂纸“抛光”一遍。

设备选型“量体裁衣”,功率别盲目求大。

不是功率越大越好。小批量、薄材料为主的传动件加工,3000W-6000W的激光切割机完全够用,买8000W以上的,不仅设备贵,日常电费、耗材费也高。但如果经常加工厚壁零件(15mm以上),那功率小了真不行,不然“烧”不动还浪费钱。

最后一句大实话:激光切割机,是“帮手”不是“救世主”

回到最初的问题:“有没有选择激光切割机进行模具行业传动件加工?”答案已经有了——可以选,但得选对场景,用对方法。

它解决不了传动件加工的“所有问题”,但对小批量、复杂形状、材料厚度适中的传动件毛坯加工,确实能省时、省力、省成本;而对那些高精度、厚壁、热处理要求严的传动件,它就能当个“打下手”的,把最难的下料、粗加工环节搞定,让精加工机床“轻装上阵”。

模具加工这行,从来不是“一招鲜吃遍天”的生意。激光切割机不是万能的,但没有它,现在的车间效率真会打折扣。它更像个“新来的老师傅”,你得摸清它的脾气,知道它能干啥、不能干啥,让它和传统加工“各司其职”,才能真正给车间带来效益。

说到底,设备是死的,人是活的。车间里传了几十年的老师傅,手里的扳手、卡尺还没退休;车间里新添的激光切割机,屏幕上的代码还在闪烁。能把“老经验”和“新技术”捏合到一块儿,才是模具行业该有的样子。

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