文／刁建兵，王騰，鄧宴平，孫宏亮·一汽-大眾汽車有限公司成都分公司

汽車模具在制造、生產(chǎn)過程中都會(huì)使用壓機(jī)設(shè)備，模具和壓機(jī)設(shè)備是密不可分的，但在研磨及調(diào)試合格的模具更換不同壓機(jī)設(shè)備或轉(zhuǎn)場(chǎng)后，模具穩(wěn)定性及制件狀態(tài)會(huì)發(fā)生不同的變化，造成制件表面及尺寸不合格，既而又得重新研磨及調(diào)試模具，從而增大工作量，延長(zhǎng)研磨及調(diào)試周期，浪費(fèi)人力及資源。造成這種情況的原因，是值得我們?nèi)パ芯亢吞接懙摹?/p>

此次研究通過對(duì)汽車模具型面加工后精度和壓機(jī)設(shè)備精度對(duì)比，分析了模具在制造過程中，以壓機(jī)設(shè)備精度研配、調(diào)試模具會(huì)造成的影響及解決措施，并總結(jié)了以模具精度和以壓機(jī)設(shè)備精度制造模具的優(yōu)缺點(diǎn)及模具在工作中與設(shè)備的相互關(guān)系。

對(duì)NC 加工精度的分析

NC 加工機(jī)床精度

汽車模具型面加工一般用的機(jī)床有3m×2.0m(三軸)、4m×2.5m(三軸)、5m×2.5m(五軸)等，以五軸精加工機(jī)床(圖1)為例，主柱垂直度公差值為0.01mm/m；機(jī)床平行度公差值為0.01mm/m 以內(nèi)，5m 工作臺(tái)機(jī)床自身精度不超過0.03mm。

圖1 5m×2.5m 五軸精加工機(jī)床

裝夾

模具在NC 加工時(shí)，用等高墊塊對(duì)模具進(jìn)行支撐找平。這個(gè)過程也是對(duì)上一工步的檢查過程，如發(fā)現(xiàn)支撐等高墊塊有松動(dòng)，需對(duì)等高墊塊和模具底平面進(jìn)行檢查或重新加工，保證支撐等高墊塊同時(shí)受力，然后壓緊模座。在此過程中利用工作臺(tái)的精度，即可檢查和減小加工模具的累積誤差，模具裝夾后的誤差值不大于機(jī)床自身的公差值。

刀具磨損

模具在粗加工時(shí)切削量大并有夾砂及退火不均勻等現(xiàn)象，加工刀具磨損較嚴(yán)重；模具在精加工時(shí)，都選用質(zhì)量較好的新刀具加工，加工到一定時(shí)間要對(duì)刀具進(jìn)行更換和檢測(cè)，一般刀具磨損控制在0.03mm 以內(nèi)。

綜上所述，模具型面加工后的精度為NC 機(jī)床自身精度與刀具磨損程度之和(為0.06mm)，行業(yè)內(nèi)模具型面加工合格標(biāo)準(zhǔn)為0.1mm，所以模具上下型面加工累積誤差完全可以控制在0.2mm 以內(nèi)。

對(duì)設(shè)備精度的分析

下面對(duì)設(shè)備主要工作部分精度進(jìn)行分析，以萬家頓4.5m×2.5m 設(shè)備為例，上工作臺(tái)的導(dǎo)向間隙是兩相對(duì)應(yīng)導(dǎo)向間隙之和，0.2 ～0.6mm 為合格，滑塊導(dǎo)向間隙標(biāo)準(zhǔn)如圖2 所示。

調(diào)試壓機(jī)移動(dòng)工作臺(tái)與上滑塊工作臺(tái)平行度誤差為0.1mm/m，4.5m×2.5m 的壓機(jī), 平行度誤差為0.45mm，兩臺(tái)壓機(jī)一臺(tái)為0 ～+0.45mm，另一臺(tái)為－0.45mm ～0，都為合格，如圖3 所示。兩臺(tái)設(shè)備的合格累積誤差可達(dá)0.9mm。

圖3 滑塊與工作臺(tái)平行度標(biāo)準(zhǔn)

頂冠的平行度誤差是0.80mm/m，頂桿最大距離為4m，頂桿的平行度誤差在3.2mm 以內(nèi)為合格， 頂冠平行度標(biāo)準(zhǔn)如圖4 所示。

圖4 頂冠平行度標(biāo)準(zhǔn)

頂冠導(dǎo)向間隙誤差為0.4 ～0.8mm，即為合格。頂冠間隙標(biāo)準(zhǔn)如圖5 所示。

圖5 頂冠間隙標(biāo)準(zhǔn)

設(shè)備工作中的精度狀態(tài)

⑴上滑塊：上模座平行精度隨上滑塊平行精度變化(為滑塊平行精度＋模具平行精度)；到下死點(diǎn)與限制器鐓死后，上下模精度為模具精度。

⑵上液壓墊或氣墊：上液壓墊及壓料板與下模平衡塊或型面接觸后，上液壓墊及氣墊平行精度為平衡塊精度或型面精度。

⑶擠壓缸：上模座與壓邊圈接觸后，擠壓缸平行精度隨上滑塊平行精度變化(上滑塊精度＋壓邊圈研配精度)，如圖6 所示。

圖6 壓機(jī)設(shè)備

模具的導(dǎo)向精度

行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定模具上下模座的導(dǎo)向間隙，拉延模為0.05 ～0.08mm 以內(nèi)，后序模具為0.05 ～0.1mm以內(nèi)，壓邊圈與下模座導(dǎo)向間隙為0.05 ～0.1mm 以內(nèi)，拉延模具剖視圖如圖7 所示。

模具工作時(shí)的精度狀態(tài)

⑴上模工作過程：以上滑塊的平行精度＋上模平行精度進(jìn)行工作；上下模到下死點(diǎn)與限制器同時(shí)接觸時(shí)，為上下模制造精度；

⑵壓邊圈工作過程：壓邊圈與上模接觸后，壓邊圈精度為上滑塊的平行精度＋壓邊圈研配精度，直到工作完成；

⑶后序壓料板工作過程：壓料板與下模接觸后，壓料板平行精度為下模平衡塊精度或型面精度，直到工作完成。

數(shù)控加工與壓機(jī)及模具的累積誤差

綜上分析，數(shù)控加工上下模的累積誤差為0.2mm，以4.5m×2.5m 壓機(jī)設(shè)備為例，壓機(jī)上滑塊的導(dǎo)向間隙為0.2 ～0.6mm, 拉延模為0.05 ～0.08mm 以內(nèi),后序模具為0.05 ～0.1mm, 壓邊圈與下模座導(dǎo)向間隙為0.05 ～0.01mm 以內(nèi)，按最大導(dǎo)向間隙算，上滑塊導(dǎo)向間隙是上下模座間隙的6倍；壓機(jī)設(shè)備平行度誤差為0.45mm，兩臺(tái)壓機(jī)一臺(tái)為0 ～+0.45mm，另一臺(tái)為－0.45mm ～0，都為合格，兩臺(tái)設(shè)備的合格累積誤差可達(dá)0.9mm。模具更換壓機(jī)調(diào)試或更換生產(chǎn)線生產(chǎn)，模具與壓機(jī)的誤差累積在一起，最大誤差能達(dá)到1.1mm。所以制造模具和調(diào)試模具，不能以壓機(jī)的精度為基準(zhǔn)，而是在保證數(shù)控加工后的精度基礎(chǔ)上，去消除加工誤差來制造和調(diào)試模具。

結(jié)束語

汽車模具在制造、生產(chǎn)過程中，不可避免都需要使用壓機(jī)設(shè)備，但每臺(tái)壓機(jī)的精度及模具的精度都不一樣，經(jīng)過分析，模具精加工后的精度是壓機(jī)設(shè)備的5 倍左右，上滑塊導(dǎo)向間隙是上下模座間隙的6 倍，所以模具在制造、調(diào)試過程中，不能以壓機(jī)的精度去制造、調(diào)試模具；為避免制造、調(diào)試中壓機(jī)設(shè)備對(duì)模具的影響，在制造模具和調(diào)試模具時(shí)不能以壓機(jī)的精度為基準(zhǔn)，而是在保證數(shù)控加工后的精度基礎(chǔ)上，去消除加工誤差來制造和調(diào)試模具。這樣既能保證模具的加工精度，又能避免反復(fù)研配、調(diào)試。既縮短制造周期，又獲得較好經(jīng)濟(jì)效益，也更具競(jìng)爭(zhēng)力。