摘要:在汽车生产制造领域,模具加工技术占有重要的地位,被称为“汽车工业之母”,汽车的发动机和底盘等重要部件都需要相应的模具。从模具加工工艺的改进角度对部件汽车模具的加工技巧、模具加工过程中刀具的选型要求等加工工艺进行讨论,重点阐述了大型车辆模具加工的技术要求,介绍了模具的质量检测的要求,探究新时期汽车模具加工技术。
现代社会汽车制造业发展迅速,这主要得益于模具加工、制造工艺的进步。模具加工技术的改进促进生产速度提高,减少了零件加工的工序,大大缩短了产品的生产周期。但是如驾驶室与车辆薄钢板的外部零部件、结构精密、比例尺寸很大,这需要求采用具备较高的加工精度和检验设施的技术支持,以此提高模具的质量和生产效率。特别是大型车辆的生产,更要高层次的模具加工技术做保障。
1 、汽车部件模具的加工技巧
汽车的不同零部件的加工需要有不同种类的模具,例如发动机罩、围板、散热器的外罩以及水箱的外罩,这些部分需要在与一个平面相对称的覆盖模具上加工,在加工过程中,只要做好对称一边的程序编写就可以进行加工了;与之相对的是不对称模具,例如车门上的内板或侧围板等构件,这样的构件外形一般是较为平坦的,其形状相对复杂,需要具有较深型腔的模具。加工中可以选择盘铣刀具或是刀片式的棒铣刀具,运用这类刀具能够进行大进给、大切深和较大布局的模具加工,加工时选用的机床应该具有比较好的刚性,可以使用BT50 柄,其转速应该在6 000 r/min 以上为佳,机床主轴的功率不能低于30 kW;对称封闭类型的模具主要是用于生产封闭件,其左右两部分能够合并,而分开后又能作为半封闭式的构件,它相对于一个面对称,比如轮罩和铰链等都是采用这样的模具;有些车覆盖件是具有凸缘面的,像车门的内板,其凸缘面能够作为压料面使用,在进行压边圈作业过程中务必要控制好平面度,通常情况下平面度应保持在0.05 mm 以下。
2 、加工汽车覆盖模具中的刀具要求
2.1 对刀柄的跳动问题的刀具要求
作为汽车的覆盖构件,对于其表面的加工质量要求是比较高的,一般在一次加工后还要进行打磨的工序,为了节省这部分的加工时间,尽量减少产品的制造工期,在选择刀具的时候,应该注意尽量降低刀柄的径向圆跳动,例如在2 倍的直径处检测刀具的跳动时,所得数值应该在0.0025~0.005 mm 之间。这样既能保证质量、缩短加工时间,又能减小刀具在使用过程中的损耗。
2.2 模具精加工过程刀具的动平衡控制要求
对汽车覆盖件进行模具的精加工对于刀具的动平衡有很高的要求,特别是进行外板模具的外型表面加工时,通常机械的转速应该达到8 000 r/min 的水平,相对应的刀具动平衡应该掌握好尺度,一般在0.004 mm 左右为佳。
2.3 铣刀刀片的精加工要求
铣刀刀片的精加工对于加工技术的要求很高,原则上应该将精度控制在0.006 mm 以内,具体安装的精确度应在0.01 mm 以下。相对于传统的粗加工,选择S 形的切削刀片,能够显著提升切削力,更加适合高硬度模具材料的精加工。
2.3 进行淬硬加工过程中刀具的要求
在覆盖件模具的加工中,如中立柱和前后纵梁这样的加强模具,一般需要增加淬火工艺这一程序,之后再尽心精加工。在这一工艺上应该选择球头组合式的刀具进行加工,此外还应该尽量控制有效加工的长度。
2.4 在无切削液情况下的加工的刀具要求
切削液是一种在进行金属切削过程中,用来对刀具作冷却、润滑处理的工业用液体,具备良好的防锈、除油、防腐的功效,属于切削工序中常用的液体。但是有的时候为了节约成本或新工艺的要求是没有切削液用的。在此情况下,应当选择整体式的合金刀具,在加工时通过铁屑将热量带走,另外可以在厂房内配置风冷设备,这样通过变换工具进行工艺改进可以收到很好的效果。
3 、应用大型机床进行重型汽车模具加工
在进行如红岩、东风等重型汽车的模具加工时,应该采用大型机床加工技术,以此来提高加工的效率和模具质量是非常有效的。重型汽车的模具不同于普通小汽车,它的模具材料薄,结构较为精密,模具尺寸很大,对于模具加工质量要求很高,而且成本的投入也很大。加工大型模具的机床规格要有明确的要求,一般机床的X 轴达到4 m,Y 轴达到3 m,Z 轴也要在1 m 以上。一般重型汽车模具的制造加工可以使用龙门五轴加工中心(见图1)。因为加工的模具都比较重,所以机床的工作方式应为落地式,加工过程中机床的主轴能够沿着X 轴或Y 轴与Z 轴进行摆动,整个机床能够进行三轴联动。另外横梁应当采用“井”式设计方式,这样可以提高主轴的加工精度和刚性。
大型的龙门五面加工中心(见图2)是重型汽车模具加工的主要技术支撑,其承重量在15 000 kg 左右,整个加工平台配有立铣头和卧铣头,能够对模具进行上表面和四个侧面的一次性加工,通过使用龙门五面加工中心可以大大提高了工作效率。运用大型机床可以完成模具型面的初级加工和半精细的处理、上下模锁的固定和装孔等。
另外,模具的质量检测也是一项重要的工作,对于检验结果的准确性和工作效率有较高的要求。为了提升模具产品的质量检验水平,应该采用具有更大行程的三坐标质量检验仪器(见图3),目前应用效果相对较好的三坐标检验仪器有产于德国的WENZEL与蔡司品牌,他们的检验精度可达(3.5+L/300)μm,而采用双桥式的检测器效果会更好。
4、 结束语
模具工艺的改进发展关系着我国汽车工业的未来,国内的汽车制造行业要想在激烈的市场竞争中取得地位,模具加工工艺的进步是关键一环,在工艺的改进中,应该注意发挥科学技术在生产中的作用,推动大型机床等高端机械设备的应用,促进大型汽车模具加工业的发展,有效提升模具加工的质量和效率。
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