1 前言

在鋁合金型材擠壓生產(chǎn)過程中，模具起著至關(guān)重要的作用。合理的模具結(jié)構(gòu)，是產(chǎn)品成型和尺寸精度的重要保證，特別是在控制空心鋁型材的焊縫組織和力學(xué)性能方面尤其重要。而模具加工是實現(xiàn)模具設(shè)計者的理念和保證模具結(jié)構(gòu)精度的重要環(huán)節(jié)。但由于加工設(shè)備的性能和精度的限制，再加上加工人員的水平參差不齊，往往是使制造出來的模具存在著或多或少的缺陷，給后續(xù)的擠壓生產(chǎn)帶來不必要的困擾，也使得有些產(chǎn)品的交貨日期延誤。我公司通過采取一系列措施，使模具的加工質(zhì)量得到控制，模具的加工精度穩(wěn)步提高。下面就我公司在模具加工過程中碰到的質(zhì)量問題及采取的控制措施作具體闡述。

2 模具加工的質(zhì)量狀況

2.1 模具加工工藝流程

圖1 模具加工工藝流程圖

2.2 加工過程的容易出現(xiàn)加工缺陷

由于制造設(shè)備的性能與精度以及操作人員的水平等因素。造成加工的模具與設(shè)計圖紙不完全相符但又不報廢，這樣就生產(chǎn)出了不完全合格的模具,既是有加工缺陷的模具。這些模具在擠壓生產(chǎn)中會造成型材產(chǎn)品的質(zhì)量問題。例如；模具的加工空刀精度對型材產(chǎn)品的起骨，拖鋁，偏壁，線紋等質(zhì)量問題生產(chǎn)影響;工作帶的角度不正。會影響型材產(chǎn)品的成形等。圖2為我公司統(tǒng)計的加工缺陷對產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量影響的比例狀況。由圖可以看出工作帶與空刀缺陷占得比例最大,其余缺陷影響較均衡

2.3 缺陷的成因及對質(zhì)量影響

2.3.1 工作帶精度不高

工作帶直接與金屬鋁接觸摩擦，對型材的成型與尺寸起著關(guān)鍵的作用。但由于加工人員在銑電極時，工作帶分段不準(zhǔn)確，高低工作帶之間不采用圓弧過渡，會造成成型材表面起骨或骨影。另外，工作帶角度不正，平面度不夠，往往是由于線切割紋比較粗，拋光量過大，拋光人員的水平和習(xí)慣造成工作帶的正角度或負(fù)角度，使得模具在使用中出料變得阻慢或加快，給模具設(shè)計或修模人員以誤導(dǎo)，并使型材的成形變得困難。工作帶的光潔度差及進(jìn)出口的倒角不夠易造成型材表面的機械紋變多。

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圖2 模具加工缺陷對產(chǎn)品質(zhì)量的影響

2.3.2 空刀尺寸過大或過小

在銑加工多模芯空刀時，由于粗銑模芯為整體，各模芯之間壁厚沒有加工出來，加工人員經(jīng)常按圖紙事先預(yù)定的空刀尺寸加工，極易造成小模芯處的空刀過大而穩(wěn)定性變差，形成型材的壁厚不均即偏壁。而在加工空刀尺寸較小的懸臂部分尤其是接近工作帶部分，電火花沒有精打造成塞模,或拖鋁紋粗,或是電極在對刀時偏離中心，使懸臂部分的空刀不均勻，即一邊空刀大，一邊空刀小，擠壓時懸臂偏向一邊或者斷裂，致使模具報廢。

2.3.3 分流孔、焊合室、導(dǎo)流的光潔度，平整度及錐度不夠

分流模加工，在分流模模芯與分流橋處常常出現(xiàn)三角形的死區(qū)位，這主要是因為銑刀在擺度時不到位或者擺的角度次數(shù)太少引起的。擠壓生產(chǎn)時該區(qū)域金屬流動不暢，焊合性能差，使型材產(chǎn)生陰陽面或者該處的表面線紋增多。焊合室導(dǎo)流的光潔度與平整度（有些帶錐度）不夠。主要是精銑或者磨平面時，工件擺放不平，或銑加工轉(zhuǎn)速過慢，錐度不夠時是磨銑刀時錐度沒有磨準(zhǔn)，這些缺陷會引起型材的線紋增粗增多。

2.3.4 分流橋倒角不圓潤，供料孔（槽）不順暢

分流橋尤其是帶斜擴的分流橋，由于橋的斜擴中帶有一定深度的直深部位以保證橋的強度，加工時經(jīng)常在擺角度時沒有將直深位銑出來，并且橋的滴水位沒有用圓弧接順，造成型材的焊合性能不好，形成明顯的焊合線且分流橋易裂。上模筋位，螺絲位的供料槽深度不夠，這些部位在成形時供料不足，型材表面易產(chǎn)生凹面，噴涂產(chǎn)生亮線（或亮帶）。

2.3.5 模具硬度不足（或過硬），硬度不均勻，氧化層剝落等

模具鋼原料的質(zhì)量不穩(wěn)定，以及熱處理工藝控制不好，造成模具硬度不均勻，硬度不足或過硬，使模具在生產(chǎn)中成形不穩(wěn)定，壽命也不長。氮化時模具清洗不干凈或氮化工藝不穩(wěn)定致使氮化層過厚使工作帶剝落。

除上述缺陷外，還有裝配止口，裝配銷釘?shù)乃删o，線切割預(yù)變形超差以及跳絲，斷絲造成壁厚及尺寸超差等等。

3 模具加工質(zhì)量的改善及控制

基于以上對加工缺陷成因的分析，我公司采用一系列措施，調(diào)整加工工藝，取得良好的效果，具體做法如下：

（1）保證原材料質(zhì)量的穩(wěn)定。對每批鋼材抽查，通過金相組織和內(nèi)部探傷分析，基本上消除由原材料引起的缺陷。

（2）粗車加工：為了減少模具在熱處理時應(yīng)力集中造成裂紋，在車外圓直徑過渡部位時留有R連接，一般為R3~R5.

（3）利用CNC來加工分流孔，導(dǎo)流，焊合室，橋位。通過CNC的編程建模，可預(yù)先直觀看到加工后的三維形狀，并可及時進(jìn)行修改以達(dá)到設(shè)計圖紙的要求。

（4）對簡單形狀的分流模，模芯的工作帶，空刀完全由CNC完成，而對于多模芯復(fù)雜的分流模采用CNC雕刻電極，套打出空刀和工作帶。

（5）采用CNC配模。定位銷和螺絲孔用CNC定位加工，壁厚也由CNC接余量配出，盡量減少手工配的加工量。

（6）上模供料槽，先由CNC定位并加工出芻形，等模芯加工出來后，由電火花繼續(xù)完成。小懸臂處采用錐形空刀，既保證懸臂強度，又不造成塞?；蛲箱X。

（7）電火花精打的電極由CNC雕刻機完成。形狀復(fù)雜的?？滓约邦A(yù)變形的模孔由慢走絲線切割，減少人工的拋光量，保證模孔工作帶的精度和光潔度。

（8）定期送檢一批試塊，檢查熱處理和氮化工藝的穩(wěn)定性，根據(jù)試塊檢驗的結(jié)果，及時調(diào)整熱處理工藝。

4 效果

通過采用上述措施，模具的加工缺陷大大降低，模具的精度得到極大提高，模具上機合格率也比以前有大提高。

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曲線I：工藝改善之前合格率統(tǒng)計

曲線Ⅱ：工藝改善之后合格率統(tǒng)計

圖3 工藝改善前后合格率比較圖

5 結(jié)束語

如何提高模具加工質(zhì)量保證鋁型材擠壓生產(chǎn)成品率，減少型材的缺陷，模具加工質(zhì)量是由每道工序質(zhì)量來保證，其中人為的因素占據(jù)絕大部分。除了加強人員的培訓(xùn)，提高其技能和責(zé)任心外，還要充分利用高精度，高性能的設(shè)備。只有盡量減少人的加工量和工序，避免人為的差錯，才能生產(chǎn)處高精度的模具，推動鋁擠壓生產(chǎn)的不斷發(fā)展。