模具用铝合金板料加工工艺探讨

陕西宝光真空电器股份有限公司 （宝鸡 721006） 马 丽

我公司产品主要面对模具行业，作为模具材料的铝合金材质板料，由于强度低、塑性延展性大及磨削效率低等制约加工效率，经过在生产中实际的摸索，发现可以利用夹具解决以上问题。

1.铝合金性能特点

（1）硬度强度低：铝合金的最高硬度为110～120HBW，最大抗拉强度一般为20～30kg/cm2。由于硬度低，材料抵抗塑性变形或划痕的能力差，磨削加工时容易划伤和碰伤工件表面。

（2）塑性延展性大，在磨削过程中产生塑性粘附，阻塞砂轮表面；同时铝合金的熔点低（660～780℃），在磨削区的高温下，表面的金属熔化，粘附砂轮表面，产生热熔粘附而增加了砂轮的阻塞。

（3）线膨胀系数大：在磨削热的作用下，容易引起铝合金工件变形，从而影响工件表面的磨削加工精度。

（4）磨削效率低：为了克服铝合金工件在磨削加工中产生的热变形，减少砂轮表面的粘附堵塞，保证加工表面的质量，必须增加修整次数，大概是普通钢材的3倍，因而降低了磨削生产率。

2.加工工艺探讨

（1）问题的提出 如图1底板上端面的平面度0.02mm，通常采用平磨工序来保证，但该底板材料为铝合金LY12，根据铝材的加工特点，进行磨削加工受一定限制，因此上端面的平面度0.02mm成为加工中的难点。

由于铝合金的以上特点，若使用磨削工艺，就必须解决磨削过程中粘附、阻塞砂轮表面的问题，通过选用针对铝合金加工的磨削砂轮，虽可得到解决，但成本较大，且该底板及配套产品尚处于试制研发阶段，产量较小，不适合高成本投入。

图1 底板

为解决这个问题，我们尝试使用车床来保证平面度。通过车床四爪夹紧车端面，虽保证了平面度，却出现了新的问题：铝合金硬度较低，在装夹时造成了工件的夹伤变形。

（2）夹具设计 由工艺试验可知，采用车床车端面的方法可以保证铝板的平面度，但需配备相应的车工夹具保证工件表面不受损伤。

工件端面留余量，其余各尺寸加工完成后，使用图2夹具，挡板一端由卡爪夹紧，另一端用于工件的定位，顶板顶在工件中心φ32mm孔的台阶处，夹具材料为尼龙，这样加工出的工件既能保证端面平面度，又有效防止了因车工装夹而造成的夹伤、变形等问题。

图2

3.结语

通过设计车工夹具，采用顶车的办法，以及在使用现有设备，在不增加生产成本的情况下完成对铝合金模具材料的加工，提高了工作效率。