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发布时间:2023-02-23 02:51:35

汽车模具中斜楔组件加工改进

由于汽车覆盖件的质量要求越来越高,相应的模具制造精度要求也随之相应提高,侧修侧整类模具在模具生产中占的比重也越来越大,其中包括侧冲侧翻整侧修、吊冲吊修等。这类模具不仅结构复杂,且制造及加工难度较大,因为斜楔的数量多,形状复杂,且需要单件加工,组装后需要达到设计的配合公差要求。斜楔加工需要经过多次翻转、装夹、找正才能完成,效率低而且精度要求难以保证。因此如何又快又好地完成非标斜楔组件的加工,成了模具生产中亟待解决的难题之一。

结构说明及加工过程

图1所示为后右车门外板翻边冲孔侧翻边模的斜楔组件图,从图中可以看出,此模具共有斜楔及相关组件12件,由三组子母斜楔来实现侧冲孔和侧翻整的功能。典型的斜楔组件一般分为3部分——驱动器A、滑块B和滑块座C,较复杂的斜楔组件还有双动双活等多种类型。

图1 后右车门外板翻边冲孔侧翻边模的斜楔组件

图1所示斜楔组件的工作过程可以简述如下:首先滑块座C跟随压床向下运动,推动滑块B也向下运动;当滑块B下表面与驱动器A上表面接触时,滑块B受到驱动器A的侧向力作用沿驱动器平常的保护保养对保证装备的正常运行及丈量精度具有很重要的意义A上表面斜向下运动,到达限位时滑块B上所装凹模与下模座上所装凸模完成修边或翻边工作。双动双活斜楔组件的工作过程较复杂一些。

我们以其中一块驱动器A在卧式加工中心上加工为例说明其加工过程:第一步加工导滑面、V型导板安装面及弹簧钩安装槽,再加工两侧导板安装面及限位台面(图2a);第二步将工件翻转,以导滑面为基准面,加工斜导滑面和拼块安装面(图2b),这两面加工需要编程用球刀加工,另外还要调头齿轮油泵90°加工出一侧回程钩安装面和压板面;由于此摆放方式下,正面挡墙无法加工出来,需要翻转以斜导滑面为基准,机床调头90°加工正面挡墙及键槽(图2c),最后再转活加工另一侧回程钩安装面和压板面(图2d)。

图2 加工过程

存在问题及原因分析

此类工件基准面一般比较小,装夹困难,稍有不慎就会导致工件窜动产生加工误差,给后续装配和调试工作造成困难。从斜楔组件的加工过程可以看出,既便加工最简单的斜楔,也要重复装夹3次,调头2次。加工过程中由于多次装夹、找正,坐标系转换和对刀会有误差,刀具和机床的累积误差也会直接影响着产品的修边或翻边精度。若在加工过程中不能有效地保证加工精度,会把误差积累到后续的钳工装配和调试工作中。

通过分析可以知道,影响精度的主要有以下几个方面:驱动器A上表面的尺寸公差和角度误差、滑块B下表面尺寸和角度误差、滑块B上导滑面尺寸和角度误差、滑块座C下导滑面尺寸和角度误差。

产生偏差主要原因有以下几方面:

1.斜楔组件导滑面与下模接触后的大型厂家占据了大部份市场份额距离所形成间隙的误差。

2.限位块安装面不平衡的话容易造成机械部份过早的磨损和数据误差研配不到位所形成的误差。

3.较长的斜楔由于应力产生的变形也会造成间隙不均匀误差。

4.导滑面在加工过程中由于刀具磨损原因造成平面度的误差。

5.吊冲刃口的加工由于机床转换角度造成的角度误差。铸造机床

6.操作过程中刀具长度的测量误差和尺寸测量误差。

7.斜楔组件本身加工误差。

解决措施

1.驱动器A

先加工底面及挡墙面,然后安装在正弦钳上,以底面和挡墙面为基准,加工导滑面,挂耳还需要用卧铣或掉头加工。正弦钳的主要作用是减少装夹次数,大大提高工作效率。加工驱动器A的关键尺寸是导滑面的高度、平行度,导滑面与模具中心的相对误差E1应保证在(0,0.02)之间。

2.滑块座C

滑块座C部分多数是与模座一体,形状复杂,加工关联尺寸较多,包括行程限位块安装台面、弹簧安装台面、V型导板安装台面、安全块安装台面和导滑面等。图3中红色区域为需加工部分。一般在一次加工时整体加工,主要保证V型导板安装台面、导滑面等几个尺寸,公差按公称尺寸加工。加工方法一般采用球头刀编程加工,根部小刀清根或铣深,也可掉头加工用立铣刀加工,这样不需要研磨,根部加工质量也比较好。

若滑块座与模座是分体的,则加工方法如驱动器A。

滑块座C部分公差按公称尺寸加工,保证平面度E2在(-0.02,0.02)以内,左右两侧导健身器滑面的精度E3在(-0.02,0.02)以内。

3.滑块B

滑块B是斜楔组件最重要的部分,其最关键尺寸是导滑面与侧修刃口之间的距离和平行度。

对于有垂直面的滑块,我们先加工滑块导滑面,然后安装在旋转工作台上,以导滑面为底面,用卧铣加工拼块导板安装面和键槽,再旋转工件2次分别加工两端挂耳。最后放置于主论坛上正弦钳上调整角度加工V型导板安装面、导滑面及两端挂耳。

图3 滑块座C实体及剖切图

另外,还有一些滑块没有垂直面或有垂直面太小,致使装夹困难,我们就采用类似图2a所示的方法装夹找正,加工V型导板安装面、导滑面及两端挂耳后,以此面为底面放置于正弦钳上调整角度加工,先加工导滑面(图2b)。也可不用正弦钳,用球头刀编程加工,最后以研磨后的导滑面为底面加工拼块导板安装面和键槽(图2c),旋转工件两次分别加工两端挂耳(图2d)。保证侧修刃口与导滑面的距离公差控制在冲裁间隙以内,两侧导滑面的精度E4在(-0.02,0.02),平行度靠数控机床精度来保证。

工艺改进以后,通过检验及钳工装配,最终模具产品达到了设计要求。图4所示为工艺改进以前加工的斜楔,图示处有加垫。图5为工艺改进以后加工的斜楔,提高了装配质量和效率。

图4 改进前加工的斜楔(画圈处为调整垫片,用螺钉固定)

图5 改进后加工的斜楔——未加垫

结语

从以上加工过程可以看出,无论采用那种加工方法,斜楔组件的加工仍然很繁琐,产生误差的几率也很大。为了保证加工准确性,需要数控操作人员、钳工装配人员以及编程人员加强自身技术素质,提高技能和水平,并通过下列措施来完善加工工艺:

1. 提高操作人员质量意识,加强检测,并做好基准,关键尺寸标出公差,确保单件符合公称尺寸。

2. 找正及对刀转换要准确,装夹一定要可靠,加工过程中要随时检测工件是否窜动。

3. 编程和加工尽量采用减小切削深度的方式,在不干涉的情况下尽量装在模座上加工。

4. 找准下死点位置,垫块一定要准确将斜楔垫起。

5. 斜楔等组件各尺寸之间是个尺寸链,最后形成闭环,某部件若是加公差,那么与之配合的部件就要减公差,通过装配可以将配合公差控制在(-0.02,0.02)之内。

通过采取以上措施,我公司各工件加工误差基本得到了保证。

钳工在装配过程中可以有意识地把误差积累到滑块B上,只要保证滑块B导滑面与侧修刃口之间距离和平行度这两个关键尺寸,即便有误差,也不会影响修边或翻边间隙,这样就减少了调整的工作量和加垫现象。(end)

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