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提高汽車模具零件加工精度與效率的方法

2017-11-27 來源：四（sì）川宜（yí）賓（bīn）普什模具有限公司作者（zhě）：堯軍

摘要：通過對加工工藝流程和裝配工藝流程的分析，找出影響汽車模（mó）具零件製作精度的因素，通（tōng）過改善模具零（líng）件（jiàn）的裝夾方式、加工順序、加工條件和優化裝配淬火流程，在保證單件加工尺寸精（jīng）度的（de）同時強調過程檢驗，以達到提高模具零件製作精度的目的。

關鍵詞：等高墊鐵；淬火流程；過程（chéng）檢驗；模具零件

l 、引言

隨著（zhe）汽車工業的（de）飛速發展，對於汽車模具（jù）零（líng）件的（de）加工精度要求（qiú）越來越高，周（zhōu）期要求越來（lái）越短。為滿足模具零件加工的要求，越來越多的企業采用購買高精機床進行模具零件加工，但是從實（shí）際加工生產來看，加工的模具零（líng）件（jiàn）精度仍不能（néng）得（dé）到很好的保證（zhèng），因此如何（hé）優（yōu）化模具零件的加工工藝流程顯得尤為重要。

2、合理（lǐ）的加（jiā）工工藝

模具零件加工受機床、切削力、溫度的影響，導致模具零件的加工質量及尺寸精度也受到影響，因此需要通過優化加工流程來提高零件的（de）加工精度。

2．1零件裝（zhuāng）夾優化

模具零件裝（zhuāng）夾的一般流程為：采用墊鐵安裝模具零件（jiàn），保證墊鐵等高(同時（shí）平磨)，將（jiāng）墊鐵分布（bù）到零件的四周，如圖1、圖2所示，然（rán）後按操作流程（chéng）進行模具（jù）零件的裝（zhuāng）夾。

圖（tú）1模具零件尺寸（cùn）<2m

加工時通常隻關注墊鐵（tiě）是（shì）否（fǒu）等高，而忽略當（dāng）墊鐵擺到機床工作台上時（shí）是否等高，由於機床工作台長期使用（yòng），有可（kě）能導致墊鐵放（fàng）到點後而高度（dù）不一致，導致模具零件裝夾不平。每次零件裝夾前應確認墊鐵擺到機床工作台（tái）上後（hòu）是否等高。

模具零件加工後（hòu）由於切削應力和熱變形，將會導致模具零件加工完後有變形，零件底麵與墊鐵接觸（chù）麵（miàn）越多，越能反映加工後零件的平麵真實情況。試（shì）驗表明，4塊墊鐵和6塊墊鐵導致的模具零件精度差（chà）在O．05 mm左右，模（mó）具零件越大精度差越明顯。

圖（tú）2模具零件尺寸>2 m

對於薄板類模（mó）具零（líng）件(如落料模模座（zuò）)加工前其自身就會產生變形，即使對零件進行多次加（jiā）工仍可能無（wú）法保證底麵（miàn）平整，裝好後始終會有一個角與接（jiē）觸麵有間隙，對於這種情況，再用機（jī）床加工來解決變形隻會增加製造成本。由於模具（jù）零（líng）件最終是在機床上進行作業，上機床後工作狀態為直接（jiē）將模具裝夾到工作台上，隻要保（bǎo）證模具的裝夾（jiá）狀態與（yǔ）機床的裝夾狀態一致，就能保證其加工（gōng）精度（dù）。為此對於此類模具零件無法加工平整的（de），加工時保證其平麵度在0．3 mm以內，對於模具零件的（de）裝夾，條件允許的情況下直接（jiē）放（fàng）在工作台上更能保證其（qí）加（jiā）工精度（dù）。

墊鐵安裝好後就需（xū）要（yào）對模具零件進行校平找正，為了能夠（gòu）快速校平找正，可利用模具零件底平麵的十字（zì）鍵（jiàn）槽進行定位，製（zhì）作定位（wèi）鍵，定位鍵的上端（duān）與（yǔ）模具零（líng）件的鍵槽配合，下端（duān）與機床工作台上的鍵槽或者T型槽（cáo）配合，如圖3、圖（tú）4所示（shì）。

圖3 模具零件定位（wèi）安裝樣圖

圖4模具零件定位安裝

相對傳統的手工校（xiào）平方式，用定位鍵自動校平可提高約50％的裝夾效率。同時模具零件緊固從以往靠壓板與零（líng）件及工作（zuò）台之間的摩擦來限製模具零件的水平自由度，改為直接剛性（xìng）限製其水平自由度，這樣能獲得更好的安（ān）裝效果。

2．2製作工序的合理安排

對於零件加工，最重要（yào）的是基準(即瓜，，、z基準)，基準的準（zhǔn）確與否直接影響模具零件的最（zuì）終（zhōng）加工精度（dù）。Z基準即模具（jù）零件（jiàn）的底麵，考慮如（rú）何裝夾來（lái）應對模具零件的（de）變形，首先要考慮盡量減小或者消除零件（jiàn）自身的變形。一般模具零件底麵的製作流程為：①底麵粗加工；②底麵壓夾槽、鍵槽等粗精加工（gōng）；③底麵精加工，然後進（jìn）行正麵的一次加工，組裝後的二次（cì）加工。這樣的製作流程消除了（le）模具零件底麵由於大餘量切削產生的加工變形，但是加工應力和熱應力不能得到充分釋放，也就是後期模（mó）具零件還會有變形，同樣會（huì）使得後期進行二次加工時Z基準（zhǔn）平（píng）麵（miàn）不平，經驗證，其變（biàn）形量約O．2 mrrd2 m。一般模（mó）具零件一（yī）次加工完成後進入鉗工組裝鑲件，然後再進行加工需要2～3天（tiān），在這過程中模具零件也在進行自然時效（xiào），而模具零件的二次加工量很少（shǎo），對（duì）模座加工產生的（de）應力很小。因此隻要在二次加工時先將底麵重新精（jīng）光加（jiā）工一次，就能（néng）很好消除底（dǐ）麵變形產生的（de）影響，保證模具零件z基準精度。

Z基準重新精光後（hòu），原來的從】，基準也會有相應的變化。在一次加工時（shí），基準（zhǔn）孔做（zuò）小一號(同樣（yàng）按H7製作)，二（èr）次（cì）加工時將其精加工到位，這樣（yàng）能保證其精確（què）。同時將精度要求（qiú）高的導向麵、導向孔也安排在二次加工時精加工，以保證導向（xiàng）精度。

2．3 加工機床的合理使用

零件加工（gōng）時常（cháng）會將粗加工機床和精加工機床（chuáng）分開（kāi），可以更好地保護機床。由於各種因素的影響（xiǎng），精／JnY-．機床的精度一般≤0．01 mm／1 m，重複精度一般≤0．006 mm／1 m，但是對於不同的機床，有些機（jī）床（chuáng）精度可能是0．01 mm／1 m，有些是一O．01 mm／1m，這樣同樣用於精加工的不同機床（chuáng），其誤差就在0．02 mm／1 m。模具零（líng）件的精度要求：型（xíng）麵+--0．05mm，導向孔（kǒng）±0．01 mm，導向麵±0．05 mm，也就是（shì）不同機（jī）床不能滿足導向孔的精度要求。因此（cǐ）對於模具零件的二次精加工，采用上、下模同一台機床加工更能保證其配合精度。

3、運用合理的裝配流程

裝配流（liú）程的優劣直接影響（xiǎng）模具零件的製作質量和生產成本，因此在模具零件製作（zuò）環（huán）節起著（zhe）關鍵性的作用。模具零件的裝配（pèi）包括下模與（yǔ）凸模的組裝、上模與鑲件（jiàn）的組裝、上模與壓（yā）料器的組裝、斜楔與模座的組裝等，這裏主要是淬火工序（xù）和組裝基準對模具零（líng）件精度的影響。

3．1淬火工序的合理安排

隨（suí）著模具零件製作技術的（de）不斷進步，淬火工序也在進行不斷優化，以鑲件淬火為例，以往的淬火流程（chéng）如表1所示。

上述流程的優點：能夠很好地保證鑲件之間拚接，精（jīng）加工時餘量均勻。缺點：組裝（zhuāng）粗加（jiā）工會增加加（jiā）工（gōng）難度，整體型麵粗加工容易出（chū）現加工（gōng）盲區，球刀粗加工時加工（gōng）量大，對（duì）機床損傷嚴重，同時也增加了（le）模具（jù）零件在（zài）機床的占機時（shí）間，加工（gōng）周期長。優化後的淬火流程如表2所示。

優化後的加工流程（chéng）優點：機床的加工時間（jiān）得到有效降低（dī）(隻有8 h)，對加工效率提高具有很大的作用，節約了加工成本，後期（qī）鉗工裝配時（shí）間也大大縮短，進一（yī）步縮短模具零件（jiàn）生產周期。缺點：由於采用單件加（jiā）工隻有單（dān）件基準，也就是會出現（xiàn）基準誤差，再加上鉗工的研配，會出現組裝後鑲（xiāng）件之間型麵輪（lún）廓結合（hé）不好的情況，嚴重時沒有加工餘量，增

加了返修次數。要解決這一問題，首先要保證鑲件的一次加工質量，同時加工工（gōng）藝充分考慮鑲件淬火前的加工餘量。

表1淬火流程

綜上所述（shù），采用優化後的淬火流程能（néng）夠很（hěn）好地在保證零件加工質量的前提下提高生產效率，這是目前廣泛采用的加工（gōng）方式。也並（bìng）非所（suǒ）有的鑲件都適（shì）合先淬火（huǒ）後加工，圖5所示的鑲（xiāng）件內圓角R1 mm，由於CNC加工很難（nán）達到R1 mm的加工(一般到R2mm)，導致加工完成後（hòu）內圓角尺加工不到位，隻能留給鉗工修（xiū）配，如果（guǒ）先淬火，勢必會增加鉗工的修配難度，還（hái）會由（yóu）於工具限製無（wú）法實現（xiàn）修配，此類鑲件適宜鉗（qián）工研配好（hǎo）後進行淬火。

圖5車門板鎖口位置

3．2組裝工序的合理選擇（zé）

各零件組裝（zhuāng）加工有利於（yú）保證整體模具的製作精（jīng）度，但影響模具的製作周期，如（rú）何保證零件加工精度需從工藝流程上對其進行優化。

一般在（zài）凸模基準側的壓料器和斜楔、整形壓料器都需要（yào）組裝加工，這樣能（néng）更好地（dì）保證基準精度。而對於其他壓料器和斜楔采（cǎi）用單件加工，能縮短加工周期。單件加工會產生基準累積誤差（chà），導致（zhì）模具零（líng）件（jiàn）精度（dù）下降。壓料器、斜（xié）楔與模座一般（bān）都是采用導板或導（dǎo）柱導向（xiàng）進行組合，以保證其組合精度。壓料器、斜楔（xiē）其導向一般（bān）都是在背（bèi）麵加工，而型麵在

正麵加工（gōng），因此就存在背麵和正（zhèng）麵的相對誤（wù）差，而且導向尺寸公差的不一樣，會（huì）產生直線誤（wù）差，這樣就使得加工完（wán）成後組裝到模座（zuò）裏（lǐ）麵型（xíng）麵不吻合。對於不組裝的壓料器、斜楔，在做正麵（miàn）加工時需（xū）以背麵導向尺寸類（lèi）來確定基（jī）準（zhǔn），首先保證導（dǎo）向類尺寸公差一致，然後將其（qí）轉換（huàn）到正麵，保證相對基（jī）準。

4、進行有效的過程檢驗

檢驗可以第一時間發現製作過程中加工零件的質量問題，但是一（yī）般檢驗都是在模具零件加工完成下（xià）機後或者是鉗工裝配（pèi）完成（chéng）後進行，這樣雖然發現了問題，但是沒（méi）能在第一（yī）時間（jiān）解決加工尺寸問題，會造成模（mó）具零件的返（fǎn）工返修。因（yīn）此在模具零件製作過程中引入過程檢驗，在加（jiā）工過程中，對零件關鍵尺寸進行實時（shí）檢查確認，對沒有加（jiā）工到位或者裝配不合理的及時予以（yǐ）修正，保證其加工下（xià）機前零（líng）件合格，如（rú）圖6所示。

圖6過程檢（jiǎn）驗流程圖

通過在加工製作的同時確認（rèn）加工零件尺寸精（jīng）度，避免了重複（fù）上（shàng）機床翻修，可大大降低返修（xiū）時間(裝夾、轉運、二次加工找正等工時消耗)。

5、結束語

影響模具零件加（jiā）工精度的因素（sù）有很多，如操作技能等。隨著（zhe）自動化加工的不斷深入，模具零件的製作采用（yòng）機床全程序加工，同時將（jiāng）裝配工序（xù）細分，保證每一部位零件的裝配質量；並且（qiě）重視模具零件存放時的擺放狀態，減小模具零件（jiàn）變形對其精度的（de）影響，更有利於模具精度的提高。

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