CN101633114B - 冲裁类模具修边刃口的加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种冲裁类模具修边刃口的加工方法，在模具型面精加工完成后进行，包括以下步骤：刃口半精加工步骤、刃口淬火步骤、刃口超硬加工步骤；经过长期探索研究和跟踪调查，本发明完全由数控加工来控制修边间隙，弥补了人工加工刃口的不足，减少了人为因素的干扰，从而提高了修边刃口的加工效率和加工质量。经过激光扫描检测和后序反馈，修边刃口的加工质量得到很大提高，表面粗糙度和刃带垂直度都有明显改善；最大限度地保证了刃口的制造精度，是修边刃口加工的发展方向和趋势，也是提高冲压件质量、减少模具生产周期的有效途径之一。

Description

冲裁类模具修边刃口的加工方法

技术领域

本发明涉及大型汽车覆盖件冲裁类模具修边刃口的加工方法。

背景技术

大型汽车覆盖件冲裁类模具是精度要求比较高的模具，修边刃口的间隙控制是这类模具的制造重点。要想得到理想的冲压件，需要确保实现合理的冲裁间隙，冲裁间隙的大小和均匀程度，不仅直接影响模具寿命、冲裁力大小和冲压件尺寸，还决定冲压件的断面质量。如何选择正确的刃口加工方法来实现合理的冲裁间隙，是制造冲裁类模具的难点。

大型汽车覆盖件冲裁模具的修边线多是复杂的三维曲线，修边拼块也比较大，多数不能采用线切割等方法，只能用数控机床加工，检测也比较困难，传统的刃口加工方法主要有以下两种：

1.冲裁类模具在完成型面加工后，凸、凹模刃口按冲裁间隙为零直接加工至理论尺寸，然后进行淬火处理。再由钳工完成装配，在压力机上检测刃口间隙。检测时以凸模为基准，由钳工调整、研修凹模拼块的方法来保证冲裁间隙。

2.冲裁类模具在完成型面加工后，凸模刃口加工至理论尺寸，进行淬火处理；凹模刃口留量0.2-0.3MM，不进行淬火处理，然后由钳工完成装配，在压力机上用凸模刃口对凹模刃口压印修正，压印后凹模内壁有材料被切出，然后淬火，由钳工按痕迹精修凹模刃口，直到冲裁间隙合适为止。

上述两种方法的缺点是：淬火后拼块变形大，修边线间隙不均匀，难以保证达到设计要求，钳工修抛工作量大，刃口质量差。特别是第二种情况，由于凹模刃口间隙几乎全部由钳工修抛而成，所以刃口光洁度、垂直度都难以保证。有时钳工为了赶进度或水平问题，修出的刃带偏窄，刃口强度低，冲压几个批次后，刃口会出现蹦刃或裂纹及间隙大等现象，需要重新补焊、修抛。可见用传统的方法方式加工的刃口间隙精度和质量难以保证现代模具生产的需要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种完全由数控加工来控制修边间隙，减少人为因素干扰，从而提高修边刃口的加工效率和质量的冲裁类模具修边刃口的加工方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：冲裁类模具修边刃口的加工方法，在模具型面精加工完成后进行，包括以下步骤：

刃口半精加工步骤：对刃口进行半精加工，上模刃口刃带宽度不大于25mm，下模外刃口刃带宽度不大于20mm，下模内刃口刃带宽度不大于15mm；刃口半精加工后的预留加工余量为0.2-0.3mm；

刃口淬火步骤：对刃口进行淬火，刃口淬火后的硬度为HRC 55-HRC 65；

刃口超硬加工步骤：将淬火后的工件使用数控机床进行刃口铣削加工，数控机床的刀具使用超硬铣刀。

作为优选的技术方案，所述刃口半精加工后的预留加工余量要求均匀。

作为优选的技术方案，所述刃口淬火后的硬度要求一致。

作为优选的技术方案，所述刃口超硬加工步骤中，采用压缩空气冷却并吹走铁屑。

作为优选的技术方案，所述刃口超硬加工步骤中，铣削加工采用顺铣加工方法。

由于采用了上述技术方案，本发明针对刃口加工传统方法存在的问题和不足，从加工方法上对刃口加工进行改进，即刃口淬火后再进行超硬加工。经过长期探索研究和跟踪调查，采用了合理的工艺流程，并规范了机床、刀具和主要切削参数，全程序化加工，完全由数控加工来控制修边间隙，弥补了人工加工刃口的不足，减少了人为因素的干扰，从而提高了修边刃口的加工效率和加工质量。经过激光扫描检测和后序反馈，修边刃口的加工质量得到很大提高，表面粗糙度和刃带垂直度都有明显改善；其中，直线刃口间隙合格率为97％，曲线及R角刃口间隙合格率为83％，一次合模成功率达到75％，钳工研修工作量仅为以前的20％左右。本发明的应用，最大限度地保证了刃口的制造精度，是修边刃口加工的发展方向和趋势，也是提高冲压件质量、减少模具生产周期的有效途径之一。

具体实施方式

冲裁类模具修边刃口的加工方法，在模具型面精加工完成后进行，包括以下步骤：

刃口半精加工步骤：对刃口进行半精加工，上模刃口刃带宽度不大于25mm，下模外刃口刃带宽度不大于20mm，下模内刃口刃带宽度不大于15mm；刃口半精加工后的预留加工余量为0.2-0.3mm；加工余量过大会影响加工精度和加剧刀具磨损，加工余量过小则淬火变形大时可能会缺料。

刃口淬火步骤：对刃口进行淬火，刃口淬火后的硬度为HRC 55-HRC 65；

刃口超硬加工步骤：将淬火后的工件使用数控机床进行刃口铣削加工，数控机床的刀具使用超硬铣刀。

铣刀选择：选择刀具总的原则是适用、安全、经济。在满足加工要求的前提下，刀具悬深长度尽可能短，刀具直径尽可能大，有利于降低加工表面的粗糙度，以提高刀具系统的刚性、散热和刀具寿命，但应注意最后清角的刀具半径应小于轮廓最小曲率半径。经过试验比较，下面两个品牌刀具进行刃口的超硬加工性价比较高：日立整体硬质合金超硬六刃立铣刀(CEPR-TH)；黛杰整体硬质合金超硬六刃立铣刀(DZH-SEFS)。

机床选择：选用机床系统刚性好、精度高的带有闭环伺服系统的数控机床。

参数选择：切削用量因各机床、工件材料、切削方式变化而变化，视具体情况选择不同的参数。主要参数有：主轴转速S＝1000V/πD(r/min)，式中：V—切削速度，D—刀具直径。

进给速度F＝f s z(mm/min)，式中：f—每齿进给量，s—主轴转速，z—刀齿数。

主要参数如下表：(适用于平滑轮廓加工，拐角及与圆弧处根据余量和硬度S、F要适当降低。)

注意事项：

1.由于超硬加工直接把刃口加工到理想尺寸，因此要求半精加工后余量一定要均匀，刃口刃带宽度也要符合要求。

2.由于刃口是在导向孔的导向下工作，因此刃口超硬加工和导向孔加工要在同一次装夹中完成。

超硬加工所需的数控机床的钢性和精度要达到相应的要求，要通过VDI3441标准所能达到的精度，否则超硬加工就会失去意义。

3.刃口的淬火处理要保证各拼块硬度接近一致，否则加工出的刃口精度会有差别，不利于刃口间隙的保证，也影响刀具寿命。

4.加工过程中要采用压缩空气冷却并吹走铁屑，防止铁屑带入损伤刀刃。

5.刃口超硬加工一定要在型面精加工完成后，若加工完刃口再加工型面刃口易蹦刃。

6.因为顺铣加工刀具的耐用度和表面质量以及生产率都比逆铣高，而且不容易产生过切现象，因此要采用顺铣加工。

7.由于刀具磨损和让刀等原因，实际加工值和理论值会有一定误差，在刃口超硬加工过程中和加工完成后操作人员要不断测量，保证实现刃口的设计精度和间隙。必要时间隙还需要通过加刀具补偿来实现。

由于大型汽车覆盖件冲裁模具的刃口材料多采用优质合金钢，淬火后后硬度高(HRC55-HRC65)，因此对超硬加工刀具的磨损也很严重，超硬加工刀具加工的刃口长度超过25mm后，此刀具就不能再用于精加工了，可用于淬火后的半精加工，使精加工的余量减少。若余量为均匀的0.1mm，再配以合适的冷却方式，可适当的延长刀具寿命。

Claims (4)

1.冲裁类模具修边刃口的加工方法，在模具型面精加工完成后进行，其特征在于，包括以下步骤：

刃口半精加工步骤：对刃口进行半精加工，上模刃口刃带宽度不大于25mm，下模外刃口刃带宽度不大于20mm，下模内刃口刃带宽度不大于15mm；刃口半精加工后的预留加工余量为0.2-0.3mm；所述刃口半精加工后的预留加工余量要求均匀；

刃口淬火步骤：对刃口进行淬火，刃口淬火后的硬度为HRC 55-HRC 65；

刃口超硬加工步骤：将淬火后的工件使用数控机床进行刃口铣削加工，数控机床的刀具使用超硬铣刀。

2.如权利要求1所述的冲裁类模具修边刃口的加工方法，其特征在于：所述刃口淬火后的硬度要求一致。

3.如权利要求1所述的冲裁类模具修边刃口的加工方法，其特征在于：所述刃口超硬加工步骤中，采用压缩空气冷却并吹走铁屑。

4.如权利要求1所述的冲裁类模具修边刃口的加工方法，其特征在于：所述刃口超硬加工步骤中，铣削加工采用顺铣加工方法。