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汽车模具工作面激光强化处理技术及装备

发布日期:2010-06-11

    题:

汽车模具工作面激光强化处理技术及装备

    位:

中国科学院力学研究所

通信地址:

北京北四环西路15

    编:

100190

    容:

项目简介

    汽车模具的质量包括模具的加工精度、表面光洁度和模具寿命三个方面。模具的精度和光洁度主要由机加工决定,而模具的寿命取决于设计、加工、材料、热处理和使用操作等多个因素,其中材料和工作面的后续处理状况是最终影响模具使用寿命的最重要内在因素。模具工作面激光强化新技术,采用了激光参量全数控技术,高强激光束变换技术,工业机器人技术,和集成化计算机测控技术,可对不同材料模具工作表面的特殊应力部进行可控的强韧化处理,以提高汽车大型冲压模具的使用寿命和磨损面的修复效率。整个强化过程快速精确,并可实现自动化,这是传统热处理方法无法相比的。

技术特点

    本项目研制成的一套具有自主知识产权的集成化激光智能制造及柔性加工研究系统,包括引进光纤传输的全数值化控制的激光系统,基于PC视窗平台的控制软件系统,高强光束传输与空间变换系统,CAX(计算机辅助过程)专家系统,接触式快速定位测量系统等,并与大范围高精度五轴框架式机器人工作台系统技术集成。整个装备系统完全能适应现代化大功率激光智能加工工艺的要求,激光处理后模具工作表面的硬度、耐磨性、抗咬合性和腐蚀性等均大大提高,对相变区进行的显微硬度HV的测量表明,强化后的材料硬度至少提高了3, 耐磨性提高了6,从而达到提高模具质量和延长使用寿命的目的。

应用领域及前景

    可广泛应用于汽车制造和机械等行业中的模具工作表面强化处理,特别是中、大型覆盖件模具的强化处理, 并满足大功率激光加工工艺的要求。

    这套设备还可以延伸开发为具有激光三维切割与焊接;快速原形和模具成型等智能制造和柔性加工领域。

     以该技术为核心的用于汽车车身模具激光强化的装备系统将在上海大众进行初步工业应用。

主要技术指标

工业激光系统,输出波长1.06微米,0-4.0千瓦平均功率,0400J单脉冲能量,全数控。

大功率柔性光纤传输,高斯-二维陈列光束变换。其中光束变换和能量变换是具有自主专利的技术。

5自由度框架式机器人系统:X3.5mY2mZ1mA±370oC±120o,精度0.1mm/m,具有自主知识产权。

快速定位测量系统(接触式)测头测量,精度微米级。其中离散点智能生产加工曲面软件是具有自主专利的技术。

电动运载车载重30吨。

基于PC视窗系统的集成化控制软件包(含各子系统的控制软件和CAX过程软件)。全部软件均自行开发,包含汇总自行研究结果的表面处理工艺参数库。

模具处理参数:硬化层厚度0.05-0.50mm,速度800-1500cm2/小时,显微硬度HRC5565HRV600-900)。

合作方式

    面议

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