摘  要：本文從鍛造模具鎖扣加工中存在的問(wèn)題入手，分析了鍛造模具鎖扣存在的設(shè)計(jì)和加工問(wèn)題牲迫，并且分析了所有鎖扣的類(lèi)型和具體的尺寸，從而總結(jié)歸納了鎖扣的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)控精加工鎖扣的加工參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)借卧，從而提高了鎖扣的加工效率盹憎，減少了模具的加工時(shí)間。
　　關(guān)鍵詞 ：   鍛模   鎖扣  標(biāo)準(zhǔn)    效率

　　引  言：隨著汽車(chē)不斷升級(jí)換代谓娃，對(duì)汽車(chē)鍛件的精度要求也隨之增高脚乡。為了保證鍛件的精準(zhǔn)性和錯(cuò)差要求，模具普遍采用鎖扣形式滨达。鎖扣的優(yōu)點(diǎn)是提高鍛件的質(zhì)量的同時(shí)還能起到導(dǎo)向的作用和減少模具調(diào)整時(shí)間奶稠，但是缺點(diǎn)就是增加鍛模的加工費(fèi)用和難度。雖然鎖扣的幾何形狀比較簡(jiǎn)單恃打，但鎖扣的種類(lèi)多樣钟唯，這樣就給模具設(shè)計(jì)和加工增加了難度，模具的加工效率也變化較大市缠。通過(guò)半年多時(shí)間焚痰，設(shè)計(jì)、編程羔辉、加工人員的共同探討和實(shí)踐盯萄，在原來(lái)鎖扣設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上摸索制定了一套鎖扣的設(shè)計(jì)及加工參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，從而提高了模具的加工效率睁衰，使鎖扣的加工時(shí)間縮短為原來(lái)的一半用牲。

　　1.鎖扣的結(jié)構(gòu)

　　鎖扣的形狀和結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜，就是凸凹鎖扣進(jìn)行配合蝴趾，但是模具在數(shù)控加工的初級(jí)階段勋酿，鎖扣確實(shí)給模具的加工帶來(lái)了不少困擾。如圖（1.1）所示是一個(gè)完整的四鎖扣二維圖愿味，局部剖面放大后如圖1.2所示怀樟，從這個(gè)剖面圖中可以看到鎖扣配合的重要因素是以下六個(gè)重要尺寸：

　　1. 飛邊橋部厚度

　　2. 凸凹鎖扣間隙

　　3. RXX（上模）

　　4. RXX（下模）

　　5. RX

　　6. 鎖扣單邊間隙0.3由上模做出

圖1.1                             圖1.2

　　2.原鎖扣設(shè)計(jì)和加工中存在問(wèn)題分析

　　2.1園角RX原設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題

　　這個(gè)圓角原設(shè)計(jì)存在兩種狀況，一種是如圖2.1所示的帶有一個(gè)深10毫米斜度是15度的斜面盆佣，這個(gè)設(shè)計(jì)主要是起到鎖扣導(dǎo)向?qū)氲淖饔猛ぃ窃谶M(jìn)行三維造型的時(shí)候比較繁瑣，另一種就是沒(méi)有斜面罪塔，直接設(shè)計(jì)一個(gè)小圓角投蝉，這種設(shè)計(jì)造型比較簡(jiǎn)單。這兩種設(shè)計(jì)在使用的過(guò)程中均能達(dá)到滿(mǎn)意的效果征堪。

　　圖2.1　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

　　2.2飛邊橋部厚度和凸凹鎖扣縱向間隙匹配的問(wèn)題

　　模具在制造完必須合模檢查瘩缆，就是上下分模面必須貼合佃蚜，不存在間隙，如圖2.2所示就是能夠正確的合模熟尉。但是有的模具就沒(méi)有辦法合模（如圖2.3），鎖扣縱向完全貼合佳抗，但是分模面有間隙坠街，因此模具車(chē)間每次的解決辦法就是把下模的凹鎖扣加深2-3 mm。這樣就增加了模具加工工序延長(zhǎng)了交付模具的時(shí)間灵科。

圖2.2模具正確的檢測(cè)狀態(tài)

圖2.3不正確的檢測(cè)狀態(tài)

　　2.3多角凸凹鎖扣的配合圓角的問(wèn)題

　　所謂多角鎖扣墅失，就是一套模具上有3個(gè)或者4個(gè)獨(dú)立的直角方鎖扣，這就存在凸凹鎖扣圓角的配合問(wèn)題揭轰，如圖2.4所示筑渴，原設(shè)計(jì)的上下模圓角一般是RXX(下模)為R5和RXX(上模)為R8，還有R4和R6少炎，這樣設(shè)計(jì)對(duì)于鎖扣配合不存在任何問(wèn)題磕阱，而且凸鎖扣（一般為上模）R圓角的大小對(duì)于加工來(lái)說(shuō)不會(huì)存在任何問(wèn)題，但是凹模鎖扣的圓角越小峡审，那加工選擇的刀具就越小情澈，刀具越小加工效率就越低。

圖2.4

　　2.4鎖扣配合間隙的問(wèn)題

　　鍛模的鎖扣配合間隙比較難控制拨聚，如果間隙過(guò)大瘤琐，那么抑制鍛件的錯(cuò)差起不到作用，間隙過(guò)小在使用的過(guò)程中由于模體發(fā)熱很容易造型悶車(chē)现喳，通過(guò)多年的實(shí)踐凯傲，我們將間隙設(shè)定為0.3毫米犬辰。為保證此間隙開(kāi)始的時(shí)候數(shù)控加工鎖扣就采取大刀具粗加工嗦篱，小刀具精加工的工藝冰单。如圖2.3設(shè)計(jì)的間隙為0.3 mm。

圖2.5

　　3.鎖扣存在問(wèn)題的解決方案

　　從以上的分析可以看出灸促，鎖扣的尺寸要素受多方面因素的影響诫欠，我們根據(jù)實(shí)際制造應(yīng)用中存在的問(wèn)題入手浴栽，采用標(biāo)準(zhǔn)化的方法進(jìn)行歸納總結(jié)，下面進(jìn)行一一分析典鸡。

　　3.1園角RX的解決方案

　　帶有一個(gè)深10毫米斜度是15度的斜面被廓，這樣設(shè)計(jì)雖然對(duì)鎖扣的配合不會(huì)構(gòu)成不良影響，但是三維造型比較繁瑣萝玷，為了減少造型的工作量嫁乘，又不影響它的使用，可以取消圖2.1中的15度斜面立骄，直接加大圓角到R8即可以起到導(dǎo)向的作用永努，又可以快速造型。

　　3.2凸凹鎖扣縱向間隙的解決方案

　　飛邊橋部厚度是根據(jù)鍛件的不同辨埃、工部的不同有所變化散苦，一般設(shè)計(jì)h=1.5mm—6mm，而凸凹鎖扣縱向間隙原設(shè)計(jì)基本上是b=5 mm下风。第一：這個(gè)設(shè)計(jì)間隙在鍛造的過(guò)程中沒(méi)有問(wèn)題奇嗽，因?yàn)殄懺斓臅r(shí)候上下模的飛邊橋部厚度的間隙始終是存在的，這兩個(gè)間隙不會(huì)發(fā)生干涉（如圖3.1）是工作狀態(tài)下的間隙啰哪。第二：h＜b的情況下略菜，也不會(huì)存在問(wèn)題（如圖2.3），雖然合模但是鎖扣縱向間隙存在侵宝。但是在h≥b的情況下池粘，在制造和調(diào)試模具的時(shí)候就會(huì)發(fā)生問(wèn)題，模具就沒(méi)有辦法合模（如圖2.3）省喝。針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)發(fā)生的這個(gè)問(wèn)題胆誊，經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)分析飛邊橋部厚度，確定鎖扣的凸凹母囟龋縱向間隙在8毫米比較安全和方便傻唾，這樣凹鎖扣不用再反復(fù)進(jìn)行加深處理。

　　圖3.1工作狀態(tài)時(shí)的間隙

　　3.3多角凸凹鎖扣的配合圓角的解決方案

　　配合圓角存在兩個(gè)問(wèn)題承耿，一是圓角太小冠骄，尤其是下模凹鎖扣的圓角勢(shì)必要用小刀具進(jìn)行精加工，影響加工效率（如圖3.2右）加袋。二是如果圓角過(guò)大凛辣，那鎖扣的配合面又過(guò)小抱既，（如圖3.2左）。因此綜合刀具的加工扁誓，選擇圖3.2中間的R尺寸防泵，剛好可以用D20R4的牛鼻刀具進(jìn)行加工。另外為了提高加工速度也減少在進(jìn)刀退刀的鏈接蝗敢，如右下圖3.3是計(jì)算機(jī)模擬數(shù)控加工凹鎖扣的刀具路徑捷泞。

 圖3.2

圖3.3

　　3.4鎖扣配合間隙加工的解決方案

　　前面已經(jīng)提到，鍛模的鎖扣凸寿谴、凹間隙是0.3mm锁右，但是尺寸精度和表面粗糙度并沒(méi)有特殊要求，只是間隙控制比較嚴(yán)格细咽，這樣就給加工留有選擇的空間苛每。按照傳統(tǒng)的加工理論，為了保證配合間隙肯定要進(jìn)行粗喷融、精加工兩道工序木鸭。雖然采用了粗精加工但是實(shí)際上還是常常出現(xiàn)間隙過(guò)小，需要返工等問(wèn)題淹摧。經(jīng)過(guò)分析我們從編程軟件PowerMILL入手來(lái)分析導(dǎo)致間隙過(guò)小的原因巴俯。加工編程的時(shí)候有三個(gè)加工參數(shù)編程者可以更改控制。菜單如下

　　一是尺寸公差钾抛，就是鎖扣名義尺寸公差的控制漏炕，一般控制在0.03mm即可；

　　二是下切步距衣夏，這個(gè)參數(shù)是刀具的步距扭享，主要控制加鎖扣配合面的表面粗糙度。

　　三是加工余量匙蚣，如下圖所示鎖扣的加工余量主要是控制徑向余量续膳，常規(guī)的加工余量都是控制在0.01-0.05mm之間；

　　3.4.1鎖扣尺寸公差的控制

　　鎖扣名義尺寸控制主要是根據(jù)加工公差的控制收班，如果公差確定為0.03mm,名義尺寸就控制在正公差0.03mm坟岔，但是這個(gè)軟件的設(shè)置公差是不為零的，而且只能為正摔桦，不能為負(fù)社付。因此鎖扣加工只有正公差存在。如果鎖扣的名義尺寸是35mm邻耕，那加工后的尺寸是35.03mm鸥咖。

　　3.4.2刀具下切步距的控制

　　這個(gè)參數(shù)的選擇主要是控制鎖扣的表面粗糙度。如果提高表面粗糙度，下切步距的參數(shù)就要細(xì)化啼辣，因此加工時(shí)間就勢(shì)必過(guò)長(zhǎng)绵咱。表面粗糙度越低，走刀越快熙兔，加工效率越高，所以首先需要確定最經(jīng)濟(jì)的表面粗糙度艾恼。把凸候妻、凹鎖扣的表面粗糙度控制在Ra6.3即可，這樣凸执摆、凹鎖扣表面的加工的殘留高度都是0.0063mm柒拌。如下圖也就是兩刀具之間的殘留高度是0.0063mm因此刀具的下切步距就可以計(jì)算確定，但是考慮刀具的強(qiáng)度下切步距確定為0.3mm缅叔。

　　3.4.3加工余量的控制

　　傳統(tǒng)的加工方法所謂的加工余量和軟件的參數(shù)控制的概念有所區(qū)別脉裕，如下圖一般概念的加工余量肯定是正的趟蛋，否則怎么會(huì)叫加工余量邪船，但是軟件中這個(gè)參數(shù)可以設(shè)置為負(fù)的，既是可以加工到名義尺寸的負(fù)公差同嚷。

　　通過(guò)以上的分析羔峭，理論計(jì)算鎖扣的配合間隙應(yīng)該在0.2324，所以采用負(fù)余量來(lái)彌補(bǔ)間隙的不足甫知；又經(jīng)過(guò)實(shí)際的檢驗(yàn)最后把加工參數(shù)確定為：上模徑向余量在 -0.08 mm 缅钠，下模徑向余量-0.05 mm，綜合考慮了刀具加工中讓刀的現(xiàn)象诡蜓，這樣就滿(mǎn)足了一次精加工可以達(dá)到理想的配合熬甫。如圖3.3是軟件加工凹鎖扣的程序顯示。

　　4.模具鎖扣標(biāo)準(zhǔn)化的確定

　　鍛件的種類(lèi)決定了鍛模的數(shù)量蔓罚，鍛模的數(shù)量繁雜椿肩，那模具的鎖扣也比較繁雜，每月的模具產(chǎn)量約五分之二是帶鎖扣的模具豺谈。因此標(biāo)準(zhǔn)化就是要盡量減少模具沒(méi)必要的返修覆旱，縮短模具的加工周期。

　　4.1鎖扣的種類(lèi)

　　鎖扣一般分為兩大類(lèi)核无，一類(lèi)是用于具有落差的鍛件扣唱，以平衡鍛造時(shí)產(chǎn)生的錯(cuò)移力；這種鎖扣大部分是以直角單鎖扣為主（如圖4.1）团南；

圖4.1

　　另一種用于提高鍛件質(zhì)量噪沙，減少鍛件錯(cuò)差，便于上、下模塊的調(diào)整和提高生產(chǎn)率正歼，一般鎖扣根據(jù)鍛件的不同又分為二角鎖扣（如圖4.2）辐马、三角鎖扣（如圖 4.3）、四角鎖扣（如圖4.4）脖耽，圓形四角鎖扣（圖4.5）等蔚芥。

圖4.2

圖4.3

圖4.4

圖4.5

　　4.2鎖扣的標(biāo)準(zhǔn)化

　　經(jīng)過(guò)統(tǒng)計(jì)鎖扣的類(lèi)型和種類(lèi)，結(jié)合現(xiàn)生產(chǎn)中出現(xiàn)的問(wèn)題京多，經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)和有關(guān)人員的討論秤皿，最終把鎖扣歸類(lèi)為六種如下標(biāo)準(zhǔn)（圖4.1）：

圖4.1

　　4.3鎖扣標(biāo)準(zhǔn)化后的效率的提升

　　鎖扣標(biāo)準(zhǔn)化后，模具制造的效率從以下四個(gè)方面有所提升：

　　1. 減少了凹模鎖扣加深2-3毫米的加工時(shí)間痛慷；

　　2. 減少了鎖扣配合間隙小办溶，返修的時(shí)間；

　　3. 減少了換刀樱炬，模具周轉(zhuǎn)等輔助時(shí)間抠阴；

　　4. 減少了粗加工的時(shí)間。

　　通過(guò)以上效率的提升择绘，我們統(tǒng)計(jì)分析了實(shí)際數(shù)據(jù)粥割，鎖扣節(jié)約時(shí)間歸納總結(jié)后如下表：

　　4.4結(jié)束語(yǔ)

　　鎖扣標(biāo)準(zhǔn)化不但提高了模具數(shù)控加工效率，而且縮短了模具的生產(chǎn)周期混砸，同時(shí)在制定標(biāo)準(zhǔn)化的過(guò)程中通過(guò)與設(shè)計(jì)者衫凭、生產(chǎn)者的溝通自己在技術(shù)上也得到了升華，并且也取得了一定的經(jīng)驗(yàn)努释。更進(jìn)一步的體會(huì)到標(biāo)準(zhǔn)化是各階層人員經(jīng)驗(yàn)的結(jié)晶碘梢，它代表了最好、最容易伐蒂、最快捷的加工方式和方法煞躬。執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)必然有效提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)消耗和損耗逸邦，減少浪費(fèi)恩沛，從而間接降低生產(chǎn)成本。

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