模具導向面加工精度淺析

谷慶川

重慶平偉汽車科技股份有限公司（重慶 401147）

1 引言

隨著制造行業的發展，模具加工的周期、品質也悄然地逐步改變，無論是設計能力還是加工工藝、方法細節，更重要的是品質提升追求，都在不斷的改變，上下模導向面是模具中最常見的結構部位，本文針對（汽車沖壓）模具外導向面的加工精度進行分析。

2 導向面介紹

常見結構為一側要安裝耐磨導板標準件，稱之為導板安裝面；另一側為本體光滑面，稱之為導滑面，兩側也統稱為導向面，如圖1所示，起到上下合模位置引導確定作用。加工流程分粗加工、半精加工、精加工，粗加工、半精加工都是采用刀具層切方式，保證半精后余量0.05～0.15mm。重點在于精加工時的精度把握，下面對精加工的要求及方法進行分析。

3 目前普遍狀態與方法

目前，驗證導向面的配合效果是通過涂色形式，就是在導板標件一側上涂上藍油，合模一次看對向導滑面沾色狀態來判斷是否合適：導滑面上著色均勻偏淡，無擦黑（摩擦狀）狀態為合格，否則為狀態不良。如圖2、圖3所示。

常規方法是將導向面按過切加工，鉗工利用不同厚度的矽鋼片墊在導板標件下面進行間隙調整，以達到一個滑配良好的效果，如圖4所示。

4 過程因素分析

現在對精加工環節實際情況進行探討分析，如何避免、減少利用墊片調整而達到或接近一個理想狀態：加工完成即達到理想的配合間隙（不緊不松）。

圖1 導向面相互示意圖

圖2 著色均勻清淡

首先搞清楚配合需求，通過對間隙合格的（著色良好的）模具配合狀態進行塞尺檢查，得出其隙均值為0.01～0.03mm，如圖5所示。

圖4 導板標準件下方添加 矽鋼片調整配合間隙

圖5 合模側向配合間隙指示

其次，選用的“耐磨導板”標準件厚度公差: 以常用的20mm厚度為例，標準件企業“盤起”與“米思米”標準公差都為±0.01mm，如圖6所示。因為滑配關系，防止磨損拉傷，取其上公差視為標件厚度20～20.01mm。

圖6 導板標準件尺寸精度視圖

那么，加上配合間隙需要，此時得出加工需要保證雙向累計間隙0.02～0.04mm。

得此結論后，按上述值進行加工又發現，配合狀態不穩定，還是會出現過緊（擦黑擠黑）或需要加墊片情況。因此再次進行分析試驗，又找出兩項影響因素：

（1）數控機床精度：每一家公司都會面對的問題是：不可能一個車間里所有機床都是高精度，都是同一品牌型號，同一規格的設備（僅一臺的除外），以及非恒溫車間溫度變化對設備精度的影響。試驗發現，在加工完成時檢測數據是-0.01mm，換臺機床或者二次上機檢測，數據相對原數據會出現±0.01～0.02mm的不穩定偏差。所以此處首先要保證的是：上下模精加工要安排同一臺機床上執行，保證其精度基礎基準相同，排除不同設備差。

模具變形：當模具（鑄件）加工完成，尤其是常見的長度3～5m的模具，放置一段時間后，通過復檢四角平面高度（最直觀方式）就可以發現有一些變化：根據模具大小、結構不同及加工時工藝不同，變量也就不同，以3～5m 的模具為例，精加工完放置一周后，對角高度變化量在0.05～0.2mm，如果模具進行粗、精加工分開，底面做了二次精加工，裝夾支撐方式穩定，變量就會小一些，反之模具變形量就偏大一些。同理其導向面（立面）也會隨之產生輕微變化，在目前模具生產周期的大環境下，無法用較長的時間去做好鑄件的應力釋放（完全消除）。在做好加工工藝前提下，導向面因模具變形會有0～0.02mm 的精度變化（多為垂直度變化）需要研配修整，導致間隙不穩定。（若導向面（立面）垂直度變化量若超過0.02mm，將視為變形過大，需返工全面檢測模具相關結構）。

另外壓機精度也是使用過程中體現一大困擾，壓機平臺與上滑塊的相對平面度肯定沒有數控機床精度高（數控機床平臺的平面度約為0.01/m2，而壓機平臺為0.05/m2）所以也經常出現，在各自壓機上調整好間隙狀態，等模具換到別的壓機時，狀態出現了變化，還是要進行調整。因此，此項因素對導板加工狀態（尤其是垂直度）狀態評判無效，不納入分析參考。

5 結論與需求

綜上補充因素所述，在先前得出的理論導板間距值的基礎上，為了防止滑配不暢、拉傷等問題，又要盡量減少用墊片調整的情況，還要考慮加工精度可保障性，得出一個最佳間隙值：0.02～0.05mm。也就是最終確定單側導向面（導板安裝面與導滑面）加工需要按-0.01～-0.025mm加工。

6 加工保障

在確定想要的公差精度后，就要在解決加工過程中如何達成此公差范圍（只針對本機加工檢測結果，忽略換機臺檢測誤差）。

半精加工常規采用直徑φ63mm，（空間受限除外）刀尖小于R1mm的新干線（建議5顆刀片以上的）刀具進行橫向往復式層切加工，保證留余量在0.05～0.15mm，均勻0.1mm最佳。

精加工時，除了保證上下模同臺機床執行，重要的是選用精度較高的設備，因為導向面是隨著模具工作成型部位同步精加工下來的，必須保障設備精度達標。精加工常規用插銑刀具（上下往復式加工），如圖7、圖8所示。

圖7 上下往復式插銑

圖8 精插刀具優選刀頭樣式

每副模具導向面都會涉及到4 個方向多處導板導滑面，所以在加工前檢查好刀具安裝及刀片磨損情況（保證完好無損）前提下，要對每個方向進行一個試切，即每個方向插銑一小塊（約寬度30mm 高度30mm 即可）建議試切時按理論數據留0.03mm 防止試切處過切，試切后對試切部位進行檢測，得出偏差值，加入補償調整值再進行實際插銑加工。例如：按預留0.03mm 進行試切，經檢測，實際結果距離理論0位值還有0.05mm（因為留量0.03mm，證明實際與理論相差0.02mm），若想要做到-0.02mm 狀態，此時就要按理論加入0.04mm的刀具補償進行正式加工。

加工（包括試切）完成時，利用杠桿百分表裝在主軸上進行位置精度檢測：①利用標準內徑φ20mm的高精度環規，將百分表移至中心，壓表半圈調至指針刻度0位，如圖9所示，得到表尖旋轉半徑為R10mm；②移至導板面理論理論位置+10mm，手動轉動夾持刀柄，試探表桿接觸最高點，觀察表盤刻度得出實際數據，如圖10所示。

圖9 甩圓調表設定半徑

圖10 利用標準半徑的百分表檢測導板面

斜面導向面，選用平面銑方式加工時，注意平面刀路往復時接刀狀態，避免臺階出現，如圖11所示。重點是機床主軸擺角精度及平面刀具的選用，精加工刀具盡量選用大直徑刀盤，減少刀路往返次數，如圖12所示。同樣精加工時先做局部試切，檢測數據后再大面光刀。

圖11 往返刀路接刀狀態（藍油檢查）

圖12 擺角平面銑方式

7 實操經驗

試切時每個方向加工出來可能偏差值略有不同，需要操作者熟知機床性能，必要時進行手動插補執行，而且在精加工時，建議補償目標選擇公差帶的中下差（-0.025mm），因為過程中可能出現刀片磨損、讓刀情況。最終結果與補償的理想值還是會略有偏差，而且多數是不到位。另外，刀具越長，刀具轉速進給就要越低，不可心急。

加工過程注意加工出來的狀態，插銑狀態最佳效果狀態是呈現規整刀路狀卻無凹凸手感，如圖13所示。當出現不規則波浪或魚鱗紋時，就要考慮檢查刀片是否磨損或者半精余量是否過多、不均勻，如圖14所示。

圖13 加工刀路條紋規整狀態

圖14 加工面品不良

8 結束語

高品質模具來源于細節分析、改善，導向面及所有模具相關結構面的加工精度把控最終還是要靠操作者的細心與耐心，設備是有誤差的，必須通過經驗去調整去規避。