模具型面和修邊刃口的精細化加工

模具型面和修邊刃口的精細化加工當前轎車覆蓋件模具的發(fā)展進入了新的階段，模具質量要求越來越高，模具開發(fā)周期卻越來越短。實現(xiàn)模具型面和修邊刃口的精細化加工為適應這種發(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。型面加工中傳統(tǒng)工藝是粗加工f半精加工一精加工一清根。轉到裝配工藝后，鉗工一般先用砂輪機打磨，然后再用粗油石修拋,最后再用細油石修光。這樣往往會產生兩方面的問題：一是由于砂輪機修研磨造成型面產生0.1?0.2mm的誤差，二是鉗工的修磨裝配周期較長。對于修沖類模具的刃口加工，通常都是先加工完，留量淬火，最后再由鉗工逐一修研，這樣造成裝配精度和周期都不能保證，尺寸精度也因為修研的原因有一定的出入，常常造成間隙不均勻、修邊毛刺很大。在上述加工中實現(xiàn)精細化加工可以在較大范圍內改善型面質量，可以不用研配就壓件，修邊刃口的間隙合格率達到75%以上，大大提高質量和效率。精細化加工型面加工以我廠轎車門外板拉延凸模為例，該工件材料為MoCr鑄鐵合金，硬度HRC28左右。機床的加工參數(shù)為：主軸轉速6000r/min,切削線速度400m/min,進給速度F=4000mm/min,每齒進給Fz=0.5mm/r,切深Ap=0.2mm,步距Ae=0.4mm,干式冷卻，刀具直徑（p30mm。經過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。如用戶沒有型面方面的拋光要求，可以不用修拋，直接拉件；如果用戶有要求，可直接用150#油石拋光,型面可達到鏡面效果。這樣每標準套（一個門外板拉延模為一個標準套）可節(jié)約鉗工工時約30?35h。修邊模具刃口的加工修邊刃口的間隙、尺寸精度非常重要，往往因間隙的大小不合理、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。我廠的主要工序如下：修邊輪廓粗銑（STOCK=1mm留10mm量）一修邊輪廓精銑（STOCK=0.3mm）fR角清角（STOCK=0.3mm）f拆卸淬火一拼裝一申20mm超硬刀加工一申16mm清角一申10mm清角一申8mm清角（一般在設計時沒有特殊要求工藝圓角留R4mm）。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%，如果角設計合理，完全可以達到100%。本例中我們選擇的是HITACHI整體超硬立銑刀，刀具的參數(shù)如下：轉速1500r/min,進給量2500mm/min。影響超精加工的尺寸精度、表面粗糙度的因素對于數(shù)控加工而言，影響加工精度的因素歸結起來有如下幾類：設備的幾何精度和線性精度、插補性能等；機床的結構和剛性對加工的影響；切削過程中的熱變形；加工余量的大?。坏毒卟馁|、切削參數(shù)的選擇；環(huán)境溫度變化影響；裝夾、二次找正、定位及操作人員的責任心。設備的結構對于超精加工的影響首先，設備的結構決定了設備本身的重量，根據能量守恒定律，加速度就直接轉變成設備動態(tài)響應的能力，這就是直觀的所謂伺服控制時間，一般要控制在4ms以內才能達到要求。其次，設備的結構又決定了設備的剛性，進而決定了設備滿負荷運轉，包括主軸帶刀柄后，全范圍內旋轉是否振動的問題。往往輕銑床或門橋移動式銑床的剛性不好，轉速在6000?8000r/min時產生振動，這種振動表現(xiàn)在模具生產中就是通常的“皮現(xiàn)象〃。設備的精度按照國家行業(yè)標準規(guī)定，NC試驗、Bar檢驗精度必須達到要求，另外對于設備的定位精度、重復定位精度和反向間隙要求也是極嚴格的。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生很大的影響。刀具磨損主要分為三個階段：急劇磨損階段，這個階段約持續(xù)20min左右；恒定階段，這個階段刀具運行平穩(wěn)；緩慢磨損階段，這一階段隨時間推移，磨損加速，導致表面粗糙度下降很快。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%,鐵屑約占70%，刀具約占10%。對于超精加工來說，刀具帶走的10%熱量十分關鍵。因為在整個裝夾系統(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,如果切深在0.5mm以上，這個現(xiàn)象會非常明顯。材質的情況、余量大小、切削參數(shù)的選擇被加工材料的材質、余量大小是非常重要的。材質不同，熱處理手段不同，硬度不同，讓刀量就不一樣。余量大了，對于型面加工來說，特別是側面的讓刀會非常嚴重。通常情況下，如果側面留量達到0.5mm,側面讓刀最少也要0.06?0.08mm左右。如果側面余量為0.2mm，則面的讓刀在0.02?0.04mm。6?環(huán)境溫度的影響以Heidenhain線性光柵尺為例，同一溫度下的誤差基本為重復性誤差，但在不同溫度下，它的誤差就會很大，如沒有恒溫裝置的車間，溫度變化10°C，其定位精度的變化就是0.