新制側(cè)圍模具OP20 編程工藝優(yōu)化

文／李超，楊一鳴·上汽大眾汽車有限公司

本文從側(cè)圍沖壓模具加工中遇到的一些共性問題進行優(yōu)化，對編程工藝之間的差別性和優(yōu)劣性展開分析討論，以求能在提升整體加工質(zhì)量上以及縮短周期上有所突破，同時總結(jié)項目經(jīng)驗避免將來遇到的加工誤區(qū)，通過比較詳盡的闡述以及總結(jié)，最終為未來的編程工作提供更多的支撐并不斷創(chuàng)新探索更好、更優(yōu)的編程工藝。

在汽車外覆蓋件中，尤以側(cè)圍模具難度最高，面積最大，加工編程工藝復(fù)雜，而一副側(cè)圍OP20 模具編程工藝的好壞將直接影響后續(xù)工序乃至最終零件的質(zhì)量。優(yōu)化后的工藝有助于縮短后期鉗工研配時間以及交付的周期等，所以針對側(cè)圍OP20 加工編程工藝優(yōu)化還是十分有必要的。現(xiàn)以某車型側(cè)圍外板為例，對加工編程過程中存在的工藝問題進行分析和改進。

凸模編程實施過程

圖1 為某車型模芯型面，在涉及A 面區(qū)域(綠色面)加工時一般此區(qū)域均為不規(guī)則形狀(紅圈區(qū)域)，在加工策略輔助元素準(zhǔn)備過程中較難控制，加工中難免遇到跳刀情況，如圖2、3(綠圈區(qū)域，刀具磨損，加工不連續(xù))所示，存在影響型面質(zhì)量的風(fēng)險。

圖1 A 面區(qū)域

圖2 程序在A 面存在跳刀區(qū)域

圖3 程序結(jié)束區(qū)域

原因分析：A 面造型不規(guī)則，編程中無法保持在程序步距一致情況下程序連續(xù)性，造成加工中跳刀以及機床重復(fù)二次定位。

工藝思路：考慮到A 面的重要性，嘗試借后保匹配面這類型面作為過渡，同時也不影響匹配面而將A 面的型面加工刀路調(diào)整的更加順暢和完整。

編程工藝：將匹配區(qū)域取出湖藍色區(qū)域大小面，在加工時連帶一起加工，如圖4 所示。同時保證匹配面沒有二次精加工，需要將面設(shè)置料厚屬性wall thickness 0.1mm。如圖5 所示，即在加工時球刀加工匹配面時是在零位尺寸基礎(chǔ)上抬高0.1mm 加工，從加工效果來看當(dāng)A 面程序加工完成后，A 面有精加工刀路痕跡，而匹配面沒有加工痕跡，設(shè)置料厚屬性的方式在保護后保匹配面同時也避免了二次加工的風(fēng)險，即類似虛接觸的加工方式。

圖4 整體加工刀路情況

圖5 A 面帶工藝補償面

圖6 為下模安裝飾板的型面區(qū)域，舊工藝方案為簡單不區(qū)分一起加工，造成凹坑中面不平整，加工不到位。

圖6 凹坑加工新舊工藝對比

原因分析：經(jīng)過觀察面的連續(xù)性，發(fā)現(xiàn)將凹坑封閉掉以后面比較平整，同時考慮到φ25mm 球刀在凹坑加工時可能帶來的問題，凹坑R 角較小，直徑大的球刀精加工范圍不大；R 角需要φ20mm、φ16mm、φ12mm、φ8mm 球刀連續(xù)清根，不同刀具間刀痕較多。兩種加工方案為：帶凹坑一起加工；不帶凹坑面補平，凹坑單獨加工。

編程工藝思路：大型面補平，凹坑精加工選擇單獨使用φ8mm球刀，考慮φ8mm球刀剛性強度問題，在精加工前R 角留0.05mm 完成清根，將余量盡量留到最少。同時時間上補平后數(shù)控機床停頓換向減少，加工效率提高，圖7 為左件未封閉與右件封閉后測量報告圖，圖8 顯示右件加工實際效果較好。

圖7 左右件不同工藝加工測量結(jié)果

圖8 工藝優(yōu)化后實際加工效果

凹模編程實施過程

凹模編程過程中的難點和重點之一也在于A 面窄而深的凹槽加工，既要實際加工到位又要表面質(zhì)量更好，在加工后的實際效果中可以看出φ25mm、φ20mm 球刀無法將面加工干凈，只能通過清根修R，容易產(chǎn)生較多刀痕，影響表面質(zhì)量，如圖9 所示。

圖9 A 面窄槽及局部刀具加工剖面效果

優(yōu)化方案：使用φ8mm 球刀加工A 面。

編程工藝：(1)φ16mm 球刀、φ12mm 球刀、φ8mm 球刀預(yù)修R 角，型面余量0.05mm；(2)φ25mm 球刀半精加工，型面余量0.05mm；(3)φ8mm 球刀精加工，型面余量0mm。

工藝思路：改變精加工后修R 的傳統(tǒng)工藝思路，φ8mm 球刀精加工參數(shù)與φ25mm 球刀一致，實際加工效果較好，避免了精加工后重復(fù)修R 型面產(chǎn)生的加工痕跡。

左凹模原工藝加工效果與右凹模優(yōu)化工藝加工效果，測量報告如圖10 所示。

圖10 左右凹模不同工藝加工效果

結(jié)束語

側(cè)圍模具加工作為汽車車身零件中加工難度最高的零件，因更高的尺寸精度要求、造型復(fù)雜、不容許缺陷不同于其他造型簡單、面積小、工藝簡單的零件，側(cè)圍的質(zhì)量好壞直接影響實際車型的外觀，因此做好一副側(cè)圍模具需要的是一套成熟而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)南到y(tǒng)工程，包括模具設(shè)計、模面、編程、加工、研配。只有把握每個環(huán)節(jié),追求精益求精，從而將模具質(zhì)量和效率提升到更高的高度。

懷舊空吟聞笛賦，到鄉(xiāng)翻似爛柯人?！镜涔省柯劦奄x，指西晉向秀的《思舊賦》。三國曹魏末年，向秀的朋友嵇康 、呂安因不滿司馬氏篡權(quán)而被殺害。后來，向秀經(jīng)過嵇康、呂安的舊居，聽到鄰人吹笛，勾起了對故人的懷念。

本次編程工藝優(yōu)化的分析起到以點帶面的作用，未來還將針對如模具型面合理劃分、不同程序與數(shù)控機床進給轉(zhuǎn)速最佳匹配、不同刀具切削性能參數(shù)與表面質(zhì)量的關(guān)系，模具熱處理與非熱處理區(qū)域編程工藝分級處理等繼續(xù)開展分析、討論和試驗。本次優(yōu)化后的編程工藝有助于提升模具加工質(zhì)量和縮短整體開發(fā)周期，降低模具制造成本，為其他類型汽車覆蓋件加工編程工藝提供參考。