摘要：近年来，科学技术的不断进步促进了计算机辅助控制与数控技术的发展，人们运用cnc水平及其普及程度持续提高，使得模具加工更加精密、高效。基于此，本文将从当前铝合金挤压模具的概况出发，对铝合金挤压模具质量提升的加工策略进行分析与探究，希望为相关人员提供一些帮助和建议，更好地加工模具。
关键词：模具质量；铝合金；模具加工
引言：
现阶段，铝型材行业市场竞争愈发激烈，不但交货期越来越短，产品质量也有更高的要求，在这一背景下，挤压模具加工要求也在不断提高，其中，一次上机合格率的提高、模具使用寿命的延长、模具开发周期的缩短是质量提升关键环节。因此，研究铝合金挤压模具质量提升的加工策略具有一定现实意义。
一、当前铝合金挤压模具的概况
在铝合金挤压生产中，模具是极其关键的一个影响因素，产品内部组织、表面质量、尺寸、形状等多个方面都会在不同程度上受模具所影响。模具加工的环节不但决定着模具使用寿命，对其寿命产生重要影响，而且关系到模具结构的精度是否符合要求，该环节体现着设计人员的设计理念。
所谓数控机床，指的是配备控制系统的一种自动化机床，凭借控制系统，各种符号指令对应程序与控制编码都可以得到有逻辑性的处理，并对其译码，通过代码化数字进行表示，然后利用信息载体向数控装置输入，数控装置会给出控制信号，对机床动作进行控制，根据图纸尺寸与形状的要求，把所需零件自动地加工出来。这种自动化的机床具有高效能、柔性等特点。在引入cnc（即数控机床）以后，逐渐发展出柔性制造系统、加工中心自动线、数控铣床、三坐标测量机、精密双孔镗、电解成型、小型电解磨削、电火花坐标加工、电火花数控加工、精密线低速走丝切割、连续数控坐标磨床、高强力磨床、高速磨床、激光打孔、激光切割、阳极切割、高速锯床等多种类型的加工装置，将这些设备运用到模具加工过程中，能够让加工质量得到不同程度的提升。
二、铝合金挤压模具质量提升的加工策略
在2019年，本人参与的模具项目圆满完成，模具上机合格率从技术攻关前的88.6%上升到90%，一年可节省330多万元，在该项目中，本人全程参与工艺技术方面的技术攻关，把握了模具加工的质量提升细节。下面本人结合自身企业的具体生产经验，对于加工模具时关键的、易被忽视的细节展开全面、系统的分析。
（一）加工模芯上空刀
未引入cnc的加工设备前，主要通过电火花工序来加工模芯上空刀。部分企业对铣床或工具磨床进行加工使其变为工作带，电火花加工离不开电极配合，该方法不仅成本较高，而且加工的周期也较长。若模具能够借助机械加工完成或是模芯结构相对简单，可将电火花加工替换成cnc，让加工的效率进一步提高，有效降低其加工过程中产生的成本[1]。
（二）加工悬臂结构空刀
部分模具中具有悬臂结构，其开发成功与否，在很大程度上取决于电火花的加工。通过电火花的加工，舌部两边的空刀尺寸需要具有均匀性，将其控制于0.1毫米至0.15毫米的范围内，加工过程中需要尽量调小电流，让火花纹得到精细的加工，避免出现过热的情况。
（三）加工型孔线割
在多孔模中，各型孔尺寸需要保持一致性，但不论使用哪一类设备进行切割，都难以达到完全一致，因此，需要在加工过程中让误差降至最低。快走丝一般使用钼丝，它能够循环、多次的使用，但是伴随使用时间逐渐增加，钼丝会由于损耗而逐渐减小直径并降低张紧力，其结果就是型孔在加工后的尺寸存在较大差异，并且张紧力降低还会让工作带表面出现起线的现象，导致表面的质量不断恶化，大大增加了后续抛光环节的难度。一般来说，中走丝具备修刀的功能，快走丝不具备修刀的功能，二者都会有钼丝的损耗产生，并且都难以达到理想的加工效果。在抛光过程中，需要通过手工途径抛除0.03毫米加工余量，但是，要想使各部位都抛除0.03毫米，仅凭人工操作难以实现[2]。同时，抛光还要经过磨针、锉刀、砂布与砂纸等多个处理步骤，难以有效保证壁厚均匀度与型孔平面度、垂直度。
运用慢走丝对型孔进行切割时，慢走丝设备具有更高的加工精度，其表面粗糙度能够有效符合模具低标准，因此抛光加工余量可以有效控制于0.01毫米范围内，加工面表面效果明显提升。这样一来，其表面仅需利用砂纸进行精抛光即可，不需要使用其它的工具来进一步处理。精抛光不会影响型孔垂直度、平面度与尺寸，具体精度完全通过设备控制，工作人员的技术水平也不会对其产生影响，并大大降低了工作人员劳动的强度。除此之外，无论单孔模具与多孔模具，切割后都需要具备较高的加工质量，从而让模具更好地投入使用。因此，在模具加工方面应淘汰原有的快走丝切割工艺。
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（四）加工套型电极
一般来说，套型电极大多会用到模芯特殊结构中的一些成型加工，此类结构凭借机械加工很难实现，必须配合电火花来进行。通过确保加工精度并科学进行电极设计，可以让最终的模具加工精度得到保证。电极尺寸往往大于加工部位尺寸0.15毫米，针对钉位、螺丝孔开口位等相对细小的部位，需要超过0.1毫米进行设计。另外，套型电极需要通过慢走丝来加工，从而保证电极尺寸能够加工准确。
（五）科学选取cnc刀具
在模具粗加工方面，绝大部分模具企业都以cnc来替代传统铣床。cnc具有较高的精度，相应的刀具加工成本也有所提高，部分企业出于成本考虑，往往会选取镶合金刀，此类刀具的价格相对低廉，不过刀尖十分容易被破损，最终的加工精度也难以达到理想效果，并且或多或少会带来加工上的缺陷，如刀痕。刀痕缺陷产生的原因是刀尖圆角有限，让模具的表面分层留痕，即便开展热处理工作以前将其消除打磨，利用放大镜依然能够观察出刀痕，此类刀痕能够在热处理过程中引起微裂纹，尤其是高敏感沉桥处[3]。为了解决这一问题，加工沉桥时应将其更换成镶圆刀粒铣刀，通过具体加工实践发现，桥段过渡处在加工以后没有刀痕、十分光滑。
（六）清角和粗打磨
在进行热处理工作以前，需要做好清角和粗打磨的工作。在型腔的内部，所有尖角、接痕与刀痕都应在热处理前经过铣床的清角或是粗打磨环节，将以上的各种缺陷完全消除后，能够减少或是避免热处理中出现的开裂问题。另外，模芯和桥位二者交接部位存在的棱角也应借助铣床来清角。
（七）加工模芯下空刀
对于模具来讲，模芯下空刀极为重要，特别是对多孔模。部分企业加工该部位结构时，主要采用钳工来进行，使得加工后的直边与下空刀深度无法保持一致，从而产生出料速度不均、表面质量差、模芯偏壁等多种缺陷。为了解决该问题，需要将cnc技术引入其中。应用cnc的技术以后，该结构加工得到充分简化，在进行热处理工作以前，需要采用成型刀对其粗加工，保留0.3毫米至0.5毫米加工余量，完成热处理工作以后，需要采用成型刀对其精加工，然后钳工应在此部位做好抛光处理，从而实现下空刀的精加工。
（八）型腔抛光和打磨
模具型腔包括焊合室、分流孔等，借助砂轮磨头将火花纹与黑皮去除以后，便需要进行型腔的抛光处理工作。首先，应借助带砂抛光磨头对型腔粗抛光。其次，应借助全胶磨头对型腔精抛光。这样一来，型腔外表光洁度就会更好。
（九）加工引水槽
部分模具的模芯需要对多条引水槽进行加工，需要让各条引水槽保持深度与角度的一致性。如果根据传统加工方法来加工，一次只可同时加工一条，其引水槽加工效率极低，并且需要进行多次找正，会对精度产生较大的影响。在改善其电极以后，使其变成连体电极，能够实现多条引水槽同时加工，提升加工效率两倍以上。
（十）选取定位销钉
在分流模中，定位销钉能够让下模和上模装配以后的Y方向、X方向限位，让型孔和模芯二者间隙具有一致性。若适当改变销钉的结构，能够对模芯发挥一定的保护作用。装配下模和上模通常使用30毫米长的销钉，这个长度很难对模芯进行有效的保护，应选取超过45毫米长的销钉，或是在装配以后让最高点比模芯高出1毫米至3毫米，加工销钉另一端形成锥度，一旦下模、上模二者分离，由于销钉比模芯高，因此下模型孔和模芯不会出现碰撞，使得模芯得到充分的保护。该方法适用于封闭模、小模芯等多种结构与类型的模具。
结语：
总而言之，研究铝合金挤压模具质量提升的加工策略具有重要的意义。相关人员应对当前铝合金挤压模具的概况有一个全面了解，能够通过加工模芯上空刀、加工悬臂结构空刀、加工型孔线割、加工套型电极、科学选取cnc刀具、清角和粗打磨、加工模芯下空刀、型腔抛光和打磨、加工引水槽、选取定位销钉等多种加工途径，使铝合金挤压模具质量得以有效提升，从而确保模具加工的精度。
参考文献：
[1]王震虎，何芯，李落星.铝合金空心型材挤压截面内凹变形有限元分析及模具结构优化设计[J].锻压技术，2017，42（11）：73-78.
[2]郑有想.基于PROE的铝合金型材挤压成型数值模拟及模具结构优化研究[J].轻合金加工技术，2019，42（11）：38-42+63.
[3]马炳洲，裴仓明.铝合金变断面型材挤压模具制造过程中产生裂纹的原因及其对策[J].轻合金加工技术，2019，（05）：40-42.
论文作者:马仁修
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/16
标签：加工论文; 模具论文; 销钉论文; 铝合金论文; 电极论文; 工模论文; 质量论文; 《防护工程》2019年10期论文;