當(dāng)前轎車覆蓋件模具的發(fā)展進進了新的階段,模具質(zhì)量要求越來越高,模具開發(fā)周期卻越來越短近殖。實現(xiàn)模具型面和修邊刃口的精細化加工為適應(yīng)這種發(fā)展趨勢提供了有效的途徑。
車身覆蓋件模具的加工主要是型面的加工和修邊刃口的加工烦优。型面加工中傳統(tǒng)工藝是粗加工→半精加工→精加工→清根菱砚。轉(zhuǎn)到裝配工藝后,鉗工一般先用砂輪機打磨萤掷,然后再用粗油石修拋理促,最后再用細油石修光。這樣往往會產(chǎn)生兩方面的題目:一是由于砂輪機修研磨造成型面產(chǎn)生0.1~0.2mm的誤差焊轴,二是鉗工的修磨裝配周期較長喻名。
加工以后的型面光鑒可以直接壓件
對于修沖類模具的刃口加工,通常都是先加工完薇雳,留量淬火,最后再由鉗工逐一修研扫皱,這樣造成裝配精度和周期都不能保證足绅,尺寸精度也由于修研的原因有一定的出進,經(jīng)常造成間隙不均勻韩脑、修邊毛刺很大氢妈。
在上述加工中實現(xiàn)精細化加工可以在較大范圍內(nèi)改善型面質(zhì)量,可以不用研配就壓件段多,修邊刃口的間隙合格率達到75%以上首量,大大進步質(zhì)量和效率。
精細化加工
1.型面加工
以我廠轎車門外板拉延凸模為例进苍,該工件材料為MoCr鑄鐵合金加缘,硬度HRC28左右。機床的加工參數(shù)為:主軸轉(zhuǎn)速6000r/min觉啊,切削線速度400m/min拣宏,進給速度F=4000mm/min,每齒進給Fz=0.5mm/r杠人,切深A(yù)p=0.2mm勋乾,步距Ae=0.4mm,干式冷卻嗡善,刀具直徑φ30mm帕侦。
經(jīng)過12h的加工后,可以看到表面粗糙度非常好(見圖1),模具型面手感光滑磷砌。如用戶沒有型面方面的拋光要求币遮,可以不用修拋,直接拉件瞳州;假如用戶有要求瞬拆,可直接用150#油石拋光,型面可達到鏡面效果寒护。這樣每標(biāo)準(zhǔn)套(一個門外板拉延模為一個標(biāo)準(zhǔn)套)可節(jié)約鉗工工時約30~35h削父。
2.修邊模具刃口的加工
修邊刃口的間隙、尺寸精度非常重要潭鞭,往往因間隙的大小不公道朗夺、尺寸精度超差而造成帶毛刺或刃口使用壽命太短,從而影響了尺寸精度汤笋。我廠的主要工序如下: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→φ20mm超硬刀加工→φ16mm清角→φ10mm清角→φ8mm清角(一般在設(shè)計時沒有特殊要求工藝圓角留R4mm)背哎。按照這種工藝路線,我們最后獲得的修邊刃口間隙合格率能達到75%~80%砚哗,假如角設(shè)計公道龙助,完全可以達到100%。
本例中我們選擇的是HITACHI整體超硬立銑刀蛛芥,刀具的參數(shù)如下:轉(zhuǎn)速1500r/min提鸟,進給量2500mm/min。
影響超精加工的尺寸精度仅淑、表面粗糙度的因素
對于數(shù)控加工而言称勋,影響加工精度的因素回結(jié)起來有如下幾類:設(shè)備的幾何精度和線性精度、插補性能等涯竟;機床的結(jié)構(gòu)和剛性對加工的影響赡鲜;切削過程中的熱變形;加工余量的大新银酬;刀具材質(zhì)、切削參數(shù)的選擇筐钟;環(huán)境溫度變化影響捡硅;裝夾、二次找正剪炮、定位及操縱職員的責(zé)任心讶瘩。
1.設(shè)備的結(jié)構(gòu)對于超精加工的影響
首先,設(shè)備的結(jié)構(gòu)決定了設(shè)備本身的重量藤门,根據(jù)能量守恒定律欺划,加速度就直接轉(zhuǎn)變成設(shè)備動態(tài)響應(yīng)的能力轿侍,這就是直觀的所謂伺服控制時間,一般要控制在4ms以內(nèi)才能達到要求邦碾。
其次皿腾,設(shè)備的結(jié)構(gòu)又決定了設(shè)備的剛性,進而決定了設(shè)備滿負荷運轉(zhuǎn)坠袄,包括主軸帶刀柄后索廊,全范圍內(nèi)旋轉(zhuǎn)是否振動的題目。往往輕銑床或門橋移動式銑床的剛性不好耻债,轉(zhuǎn)速在6000~8000r/min時產(chǎn)生振動政辕,這種振動表現(xiàn)在模具生產(chǎn)中就是通常的“皮現(xiàn)象”。
2.設(shè)備的精度
按照國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定吩猴,NC試驗淹遵、Bar檢驗精度必須達到要求,另外對于設(shè)備的定位精度负溪、重復(fù)定位精度和反向間隙要求也是極嚴格的透揣。
3.刀具的磨損
無論是刀具的型面磨損還是輪廓磨損對加工都會產(chǎn)生很大的影響。刀具磨損主要分為三個階段:急劇磨損階段川抡,這個階段約持續(xù)20min左右辐真;恒定階段,這個階段刀具運行平穩(wěn)崖堤;緩慢磨損階段侍咱,這一階段隨時間推移,磨損加速倘感,導(dǎo)致表面粗糙度下降很快。
4.熱變形對于超精加工的影響
切削熱一般情況下存在于三個方面:工件約占20%咙咽,鐵屑約占70%老玛,刀具約占10%。對于超精加工來說钧敞,刀具帶走的10%熱量十分關(guān)鍵蜡豹。由于在整個裝夾系統(tǒng)里面,10%的熱量能使刀具連同裝夾系統(tǒng)伸長約0.015~0.02mm笨迂,假如切深在0.5mm以上摄李,這個現(xiàn)象會非常明顯。
5.材質(zhì)的情況捍彼、余量大小墅萌、切削參數(shù)的選擇
被加工材料的材質(zhì)、余量大小是非常重要的蒜猎。材質(zhì)不同肄酬,熱處理手段不同陈售,硬度不同,讓刀量就不一樣显憾。余量大了伦颠,對于型面加工來說,特別是側(cè)面的讓刀會非常嚴重件塌。通常情況下侮杆,假如側(cè)面留量達到0.5mm,側(cè)面讓刀最少也要0.06~0.08mm左右漱凝。假如側(cè)面余量為0.2mm疮蹦,側(cè)面的讓刀在0.02~0.04mm。
6.環(huán)境溫度的影響
以Heidenhain線性光柵尺為例碉哑,同一溫度下的誤差基本為重復(fù)性誤差挚币,但在不同溫度下,它的誤差就會很大扣典,如沒有恒溫裝置的車間妆毕,溫度變化10℃,其定位精度的變化就是0.0807~0.11mm贮尖,特別對于修邊刃口的影響很大笛粘。
結(jié)語
通過精細化加工的實施,對于進步效率湿硝、進步質(zhì)量薪前,都起到很大的促進作用。相信隨著新技術(shù)关斜、新工藝示括、新材料以及新機床的出現(xiàn),無鉗工化的模具制造已經(jīng)為期不遠痢畜。
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