新制侧围模具OP20 编程工艺优化

文／李超，杨一鸣·上汽大众汽车有限公司

本文从侧围冲压模具加工中遇到的一些共性问题进行优化，对编程工艺之间的差别性和优劣性展开分析讨论，以求能在提升整体加工质量上以及缩短周期上有所突破，同时总结项目经验避免将来遇到的加工误区，通过比较详尽的阐述以及总结，最终为未来的编程工作提供更多的支撑并不断创新探索更好、更优的编程工艺。

在汽车外覆盖件中，尤以侧围模具难度最高，面积最大，加工编程工艺复杂，而一副侧围OP20 模具编程工艺的好坏将直接影响后续工序乃至最终零件的质量。优化后的工艺有助于缩短后期钳工研配时间以及交付的周期等，所以针对侧围OP20 加工编程工艺优化还是十分有必要的。现以某车型侧围外板为例，对加工编程过程中存在的工艺问题进行分析和改进。

凸模编程实施过程

图1 为某车型模芯型面，在涉及A 面区域(绿色面)加工时一般此区域均为不规则形状(红圈区域)，在加工策略辅助元素准备过程中较难控制，加工中难免遇到跳刀情况，如图2、3(绿圈区域，刀具磨损，加工不连续)所示，存在影响型面质量的风险。

图1 A 面区域

图2 程序在A 面存在跳刀区域

图3 程序结束区域

原因分析：A 面造型不规则，编程中无法保持在程序步距一致情况下程序连续性，造成加工中跳刀以及机床重复二次定位。

工艺思路：考虑到A 面的重要性，尝试借后保匹配面这类型面作为过渡，同时也不影响匹配面而将A 面的型面加工刀路调整的更加顺畅和完整。

编程工艺：将匹配区域取出湖蓝色区域大小面，在加工时连带一起加工，如图4 所示。同时保证匹配面没有二次精加工，需要将面设置料厚属性wall thickness 0.1mm。如图5 所示，即在加工时球刀加工匹配面时是在零位尺寸基础上抬高0.1mm 加工，从加工效果来看当A 面程序加工完成后，A 面有精加工刀路痕迹，而匹配面没有加工痕迹，设置料厚属性的方式在保护后保匹配面同时也避免了二次加工的风险，即类似虚接触的加工方式。

图4 整体加工刀路情况

图5 A 面带工艺补偿面

图6 为下模安装饰板的型面区域，旧工艺方案为简单不区分一起加工，造成凹坑中面不平整，加工不到位。

图6 凹坑加工新旧工艺对比

原因分析：经过观察面的连续性，发现将凹坑封闭掉以后面比较平整，同时考虑到φ25mm 球刀在凹坑加工时可能带来的问题，凹坑R 角较小，直径大的球刀精加工范围不大；R 角需要φ20mm、φ16mm、φ12mm、φ8mm 球刀连续清根，不同刀具间刀痕较多。两种加工方案为：带凹坑一起加工；不带凹坑面补平，凹坑单独加工。

编程工艺思路：大型面补平，凹坑精加工选择单独使用φ8mm球刀，考虑φ8mm球刀刚性强度问题，在精加工前R 角留0.05mm 完成清根，将余量尽量留到最少。同时时间上补平后数控机床停顿换向减少，加工效率提高，图7 为左件未封闭与右件封闭后测量报告图，图8 显示右件加工实际效果较好。

图7 左右件不同工艺加工测量结果

图8 工艺优化后实际加工效果

凹模编程实施过程

凹模编程过程中的难点和重点之一也在于A 面窄而深的凹槽加工，既要实际加工到位又要表面质量更好，在加工后的实际效果中可以看出φ25mm、φ20mm 球刀无法将面加工干净，只能通过清根修R，容易产生较多刀痕，影响表面质量，如图9 所示。

图9 A 面窄槽及局部刀具加工剖面效果

优化方案：使用φ8mm 球刀加工A 面。

编程工艺：(1)φ16mm 球刀、φ12mm 球刀、φ8mm 球刀预修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。

工艺思路：改变精加工后修R 的传统工艺思路，φ8mm 球刀精加工参数与φ25mm 球刀一致，实际加工效果较好，避免了精加工后重复修R 型面产生的加工痕迹。

左凹模原工艺加工效果与右凹模优化工艺加工效果，测量报告如图10 所示。

图10 左右凹模不同工艺加工效果

结束语

侧围模具加工作为汽车车身零件中加工难度最高的零件，因更高的尺寸精度要求、造型复杂、不容许缺陷不同于其他造型简单、面积小、工艺简单的零件，侧围的质量好坏直接影响实际车型的外观，因此做好一副侧围模具需要的是一套成熟而严谨的系统工程，包括模具设计、模面、编程、加工、研配。只有把握每个环节,追求精益求精，从而将模具质量和效率提升到更高的高度。

怀旧空吟闻笛赋，到乡翻似烂柯人。【典故】闻笛赋，指西晋向秀的《思旧赋》。三国曹魏末年，向秀的朋友嵇康 、吕安因不满司马氏篡权而被杀害。后来，向秀经过嵇康、吕安的旧居，听到邻人吹笛，勾起了对故人的怀念。

本次编程工艺优化的分析起到以点带面的作用，未来还将针对如模具型面合理划分、不同程序与数控机床进给转速最佳匹配、不同刀具切削性能参数与表面质量的关系，模具热处理与非热处理区域编程工艺分级处理等继续开展分析、讨论和试验。本次优化后的编程工艺有助于提升模具加工质量和缩短整体开发周期，降低模具制造成本，为其他类型汽车覆盖件加工编程工艺提供参考。