隨著我們國(guó)家模具制造工業(yè)的飛速發(fā)展俏堆，特別是轎車(chē)工業(yè)的帶動(dòng)筋擒，轎車(chē)覆蓋件模具的發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)新的階段，這個(gè)新階段的含義有兩個(gè)：　　

　　第一匀象，作為轎車(chē)模具的質(zhì)量要求越來(lái)越高稀销，無(wú)論外觀質(zhì)量還是內(nèi)在質(zhì)量以及尺寸精度都越來(lái)越苛刻。

　　第二乏茶，因?yàn)?a target="_blank" class="mmstipa1" >汽車(chē)行業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)決定著模具開(kāi)發(fā)周期也越來(lái)越短栗绝。本文所介紹的型面和修邊刃口的精細(xì)化加工就是提高模具內(nèi)外在質(zhì)量、縮短制造周期的最有效的加工方法之一贱按。

　　型面加工

　　按照沖壓模具傳統(tǒng)的制作方法型面加工都是采用：粗加工→半精加工精加工→清根涕瘸。轉(zhuǎn)到裝配后，鉗工一般先用砂輪機(jī)打磨哲泊，然后再用粗油石修拋剩蟀，最后再用細(xì)油石修光。這樣往往就會(huì)產(chǎn)生兩方面的問(wèn)題切威。一個(gè)是型面被破壞的問(wèn)題育特，通常情況下，型面由于砂輪機(jī)修研造成0.1～0.2mm的誤差是很正常的先朦，另一方面就是鉗工的修延裝配周期將會(huì)較長(zhǎng)一些缰冤。

　　修沖類(lèi)模具的刃口加工

　　修沖類(lèi)模具刃口的加工通常都是先加工完，留量淬火喳魏，最后再由鉗工逐一修研棉浸，這樣一來(lái)裝配精度和周期都不能保證怀薛。尺寸精度因?yàn)樾扪械脑蛞灿幸欢ǖ某鋈耄３Ｔ斐砷g隙不均勻涮拗，修邊毛刺很大乾戏。

　　型面和修邊刃口精細(xì)化加工介紹

　　精細(xì)化加工工藝在繼承傳統(tǒng)加工方法的基礎(chǔ)上有較大的改進(jìn)，型面質(zhì)量有較大的提高三热，可以不用研配就壓件鼓择，修邊刃口的間隙合格率達(dá)到75%以上。減少鉗工裝配修研時(shí)間達(dá)30%～40%澈嘱，大大提高質(zhì)量和效率的讯。直接降低成本達(dá)548元/標(biāo)準(zhǔn)套(一標(biāo)準(zhǔn)門(mén)外板拉研模為一標(biāo)準(zhǔn)套)。

　　型面精細(xì)化加工

　　型面精細(xì)化加工工藝路線：粗清根50——粗加工50——半精清根32——半精加工32——精清根30——精加工30——精清根20——精清根16——精清根12——精清根10——精清根8——精清根6——精清根4收黔。

　　加工以后的型面光可鑒人不用拋光就可以直接壓件

　　加工實(shí)例

　　加工工件名稱(chēng)：轎車(chē)門(mén)外板拉延凸模

　　工件材料：MoCr鑄鐵合金

　　硬度：HRC28左右

　　主軸轉(zhuǎn)速：6000 rpm

　　切削線速度：400m/min

　　進(jìn)給速度：F=4000mm/min

　　每齒進(jìn)給：Fz=0.5mm/rev

　　切深：Ap=0.2mm

　　步距：Ae(step)=0.4mm

　　冷卻方式：干式

　　加工刀具：黛杰鏡面球刀

　　刀具直徑：φ30

　　加工時(shí)間：12小時(shí)

　　通過(guò)12小時(shí)加工后某现，可以看到表面的粗糙度非常好，不用接刀颊嘱，刀具磨損情況通過(guò)檢驗(yàn)僅磨掉0.015mm左右宋睦，而且還非常鋒利，模具型面手感光滑腊拍，如用戶沒(méi)有型面方面的推光要求琐侣，可以不用修拋，直接拉件呆淑，如果用戶有要求汇径，可直接用150#油石推光，型面可達(dá)到鏡面要求效果罗卿，可節(jié)約鉗工工時(shí)每標(biāo)準(zhǔn)套(一個(gè)門(mén)外板拉延模為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)套史隆，約30～35小時(shí))，而且型面精度與數(shù)模比較曼验，最大誤差為0.06mm(推光后檢驗(yàn))泌射。

　　修邊模具刃口的精細(xì)化加工

　　修邊刃口的間隙、尺寸精度非常重要鬓照，往往因間隙的大小不合理熔酷、尺寸精度超差造成帶毛刺或刃口使用壽命太短而影響了尺寸精度，在這一方面颖杏，工藝路線是這樣的：修邊輪廓粗銑(STOCK=1mm留10mm量)→修邊輪廓精銑(STOCK=0.3mm)→R角清角(STOCK=0.3mm)→拆卸淬火→拼裝→φ20超硬刀加工→φ16清角→φ10清角→φ8清角(一般在設(shè)計(jì)時(shí)沒(méi)有特殊要求工藝圓角留R4)纯陨。

　　加工過(guò)程中，通過(guò)這種加工工藝路線走下來(lái)以后留储，修邊刃口間隙的合格率達(dá)到75%～80%翼抠，如果角設(shè)計(jì)合理的話，完全可以達(dá)到100%，δ=0.8mm以上的修沖類(lèi)模具完全可以達(dá)到100%阴颖。在這一方面活喊，刀具的選擇非常關(guān)鍵，難點(diǎn)為淬火以后的加工孽衩，這是整個(gè)工藝的關(guān)鍵部分箫俯。　

　　應(yīng)該說(shuō)對(duì)于數(shù)控加工而言陌沟，影響加工精度的因素很多怕事，歸結(jié)起來(lái)有如下幾大類(lèi)：

　　(1)設(shè)備的幾何精度和線性精度、插補(bǔ)性能等;

　　(2)機(jī)床的結(jié)構(gòu)和剛性對(duì)加工的影響;

　　(3)切削過(guò)程中的熱變形;

　　(4)加工余量的大小;

　　(5)刀具材質(zhì)截巢、切削參數(shù)的選擇;

　　(6)環(huán)境溫度變化影響;

　　(7)裝夾旅测、二次找正、定位等;

　　(8)操作人員的責(zé)任心呻蚪≌撞迹　　

　　★設(shè)備的結(jié)構(gòu)對(duì)于超精加工的影響。

　　首先础姚，設(shè)備的結(jié)構(gòu)決定了設(shè)備本身的重量佛或，而設(shè)備本身的質(zhì)量，根據(jù)加速度能量守恒定律：FT=MV就直接轉(zhuǎn)變成設(shè)備動(dòng)態(tài)響應(yīng)的能力填恬，這就是直觀的所謂伺服控制時(shí)間弧跑，一般要控制在4毫秒以內(nèi)才能達(dá)到這個(gè)要求。第二沛慢，設(shè)備的結(jié)構(gòu)又決定了設(shè)備的剛性赡若，設(shè)備的剛性达布，決定了設(shè)備滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)团甲，包括主軸帶刀柄后，全范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)是否震動(dòng)的問(wèn)題黍聂，往往輕銑床或門(mén)橋移動(dòng)式的剛性不好躺苦，往往在Speed=6000～8000rpm時(shí)產(chǎn)生震動(dòng)，這種震動(dòng)表現(xiàn)在模具上就是我們所說(shuō)的橘皮現(xiàn)象产还。

　　★設(shè)備的精度也非常關(guān)鍵匹厘。

　　按照國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，NC試驗(yàn)脐区、Bar檢驗(yàn)精度必須達(dá)到要求愈诚，另外對(duì)于設(shè)備的定位精度、重復(fù)定位精度牛隅、反向間隙要求也是極嚴(yán)格的炕柔，通常P≤0.015/L，max≤0.005/L mm媒佣，Backlash≤0.006(VDI3441 standard)(tenpure 25°±4)触法。如果達(dá)不到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)漂烂，我們做出來(lái)的精加工效果就會(huì)有縮水，我們廠在實(shí)現(xiàn)這個(gè)操作過(guò)程采用了兩臺(tái)日本OKUMA機(jī)床展稼。

　　★刀具的磨損不管是型面還是輪廓都有很大的影響束多。

　　在因?yàn)槟p的型面加工過(guò)程中，因?yàn)榫€速度在刀尖部分Vc=0逐漸到Vc=πn/1000*m俩堡，因此側(cè)面的磨損較大拳股。這樣特別是側(cè)壁容易產(chǎn)生讓刀。我們采用的鏡面球刀在17小時(shí)以內(nèi)的磨損通過(guò)用對(duì)刀塊和三座標(biāo)測(cè)量后氏诽，磨損為0.015mm玉惫。不要小看這0.015mm，它的磨損過(guò)程是分三個(gè)階段的民议。

　　第一階段：急劇磨損階段计灌，這個(gè)階段約持續(xù)20分鐘左右;

　　第二階段：恒定階段，這個(gè)階段刀具運(yùn)行平穩(wěn);

　　第三階段：為緩慢磨損階段迂腔，以上兩個(gè)階段只是一種物理方面變化钟牛，而到第三階段時(shí)，變性的化學(xué)變化膝擂，而且隨著時(shí)間推移虑啤，這種磨損是加速度的，最后惡性循環(huán)架馋，導(dǎo)致表面精粗糙度下降很快狞山，手感為銼一樣感覺(jué)，通常情況下這種變化是占主要的叉寂。

　　★熱變形對(duì)于超精加工的影響也是很大的萍启，熱的來(lái)源主要就是切削熱。

　　切削熱一般情況下存在于三個(gè)方面屏鳍，工件約占20%勘纯，鐵屑約占70%，刀具約占10%钓瞭。對(duì)于超精加工來(lái)說(shuō)驳遵，不要小看刀具帶走的10%熱量，在整個(gè)裝夾系統(tǒng)里面山涡，10%的熱量能使刀具連同裝夾系統(tǒng)伸長(zhǎng)約0.015～0.02mm堤结，如果切深在0.5mm以上，這個(gè)現(xiàn)象會(huì)非常明顯爱饲，這也就是經(jīng)常發(fā)現(xiàn)一把刀在換完刀片后肢阿，突然感覺(jué)型面較換刀前深了。

　　★材質(zhì)的情況、余量大小暑礼、切削參數(shù)的選擇都非常關(guān)鍵疚线。

　　被加工材料的材質(zhì)、余量大小是非常重要的硅拆。材質(zhì)不同背渤，熱處理手段不同，硬度不同栗衍，讓刀量就不一樣熊骆。余量大了，對(duì)于型面加工來(lái)說(shuō)丽阎，特別是側(cè)面的讓刀會(huì)非常嚴(yán)重纳倚，通常情況下，如果側(cè)面留量達(dá)到0.5mm谴垫，側(cè)面讓刀最超碼要0.06～0.08mm左右章母。如果側(cè)面余量為0.2mm，側(cè)面的讓刀在0.02～0.04mm翩剪。所以說(shuō)乳怎，留量的大小很關(guān)鍵，參數(shù)的選擇也相當(dāng)關(guān)鍵前弯。

　　★環(huán)境溫度的影響也至關(guān)重要协固。

　　從數(shù)控機(jī)床的工作原理來(lái)講岗憨，半閉環(huán)(Semi Closed loop) 和(Closed loop)的記數(shù)方式是不一樣的煎殷。(Semi Closed loop)的記數(shù)器是旋轉(zhuǎn)編碼器或圓光柵嵌施，而(Closed loop)的編碼器是線性的光柵、磁柵浙巫、球柵等金蜀。由于溫度的影響，線性光柵天有一個(gè)線長(zhǎng)系數(shù)狈醉，也就是說(shuō)隨溫度上升或降低的澎漲或收縮廉油，以Heidenhain線性光柵尺為例惠险，同一溫度下的誤差基本為重復(fù)性誤差苗傅，但在不同溫度下，它的誤差就會(huì)很大燎拟，如沒(méi)有恒溫裝置的車(chē)間靶疟，溫度變化10℃，其定位精度的變化就是0.0807mm～0.11mm的變化量享秒，特別對(duì)于修邊刃口的影響很大脂桂，薄板料的修邊間隙一般為5%～7%*δmm，所以說(shuō)，這么大的一個(gè)誤差其結(jié)果肯定是不準(zhǔn)的港驶，解決這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵就是：首先恒溫鳞乏，沒(méi)有條件的應(yīng)盡量的將凸模或凹模時(shí)的溫差控制在1～3℃以內(nèi)滨靴，如果超出這個(gè)范圍绝绊，其結(jié)果必然是不符合要求、不合格的巴疾。

　　★操作人員的責(zé)任心也是決定精細(xì)化加工能否達(dá)到要求的關(guān)鍵因素收斑。

　　所謂操作人員的責(zé)任心，具體包括做三基準(zhǔn)銷(xiāo)孔時(shí)的質(zhì)量等玲躯，裝夾据德、找正的精密度、墊鐵的多少跷车、執(zhí)行加工工藝時(shí)的嚴(yán)謹(jǐn)性等棘利、對(duì)刀時(shí)的誤差。

　　一般墊鐵的布置如圖6：墊鐵數(shù)為Δ=7+(L-1.5m)/1.5m*2朽缴。

　　刀具的選擇是修邊刃口精細(xì)化加工的關(guān)鍵所在赡译，在加工過(guò)程中，我們選擇了如下廠家的刀具不铆。

　　這幾種刀具的一個(gè)普遍特點(diǎn)就是加工硬度高蝌焚，耐磨性好，精度高誓斥，以HITACHI刀具為例只洒，φ20刀具為6齒，螺旋升角為40°劳坑，涂層為T(mén)INAI切削時(shí)刃口硬度可加工65°以上毕谴，進(jìn)給1800～2500mm/min，轉(zhuǎn)速S=2500rpm距芬，切削側(cè)刃0.3～0.5mm霉尊，但掌握原則余量越小，效果會(huì)越好珍催。

　　通過(guò)精細(xì)化加工的實(shí)施督赡，對(duì)于提高效率、提高質(zhì)量禾底，都起到很大的促進(jìn)作用磷可，我們相信，隨著新技術(shù)据鼓、新工藝荸刁、新材料帅忌、新機(jī)床的出現(xiàn)，無(wú)鉗工化模具制造已經(jīng)為期不遠(yuǎn)了态措。

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