通过刀具和夹头保证并提高模具加工质量

    随着我国汽车工业和模具工业近年来的快速发展，汽车覆盖件模具在我国也得到了快速发展，因此国内部份高端模具的水平与国外的差距正在缩小，中高档轿车模具全部依赖进口的现象也正在逐渐得到改变，新车型的开发周期也从过去的10年，缩短为2～3年，这一切都得益于装备水平和加工技术的提升，再加上人员素质的提高及一些新技术的应用。然而，汽车覆盖件模具直接影响着最终汽车产品的外观质量，因此如何通过选择合适的刀具和夹头来保证并提高模具加工质量就显得格外重要，本文将从刀具的观点来切入探讨。
刀杆与刀片的选用
    在现今模具行业中，随着在交货周期方面的压力越来越大，选择最佳的切削刀具就显得至关重要。对于汽车覆盖件模具的精加工刀具一般是选用硬质合金刀杆的可转位刀片(图1)。此外，根据模具形状与加工面积不同，一般选择20mm或25mm直径的刀具。
    汽车覆盖件拉延模常用铸铁材料较多，如HT300、QT600、MoCr及MoV，日本的TGC600、FCD250和FCD540，以及德系车常用的GGG70L等，一般材料硬度约为40HRC，加上汽车覆盖件模具表面的加工面积往往较大，因此刀片的选用主要以耐磨度为考虑因素。
    作为刀具供货商，山特维克可乐满在2008年起相继推出一系列模具加工用刀具，其中针对汽车覆盖件模具的精加工刀片则推出了GC1010的刀片材质，GC1010刀片材质是一款用于淬硬钢粗加工到精加工的铣削材质，由于薄PVD涂层与细晶粒硬基体相结合，为刀片同时提供了足够的韧性与耐磨性，同时也改进了刀片刃线设计，从而为淬火钢和铸铁提供了杰出的加工性能。GC1010材质的效益主要体现在以下几个方面：刀片杰出的刃线韧性保证了更好的抗热裂性和抗塑性变形性；延长了刀具寿命，保证了无人值守生产的可靠性和安全性；能够提高淬火钢、铸铁的切削速度，从而可提高生产效率；当需要耐磨PVD材质时，是汽车覆盖件模具精加工首选的利器。
夹头选用
    由于汽车覆盖件模具精加工时间冗长，短则10~20h，长则30~40h以上，因此除了选用适当刀片材质外，夹持方式的选择也是不容忽视的。这样可以避免刀具偏摆精度过大，导致刀具寿命降低，因此可搭配选用山特维克可乐满刀柄系列的CoroGrip高精度强力夹头（图2）来提高加工精度。CoroGrip高精度强力夹头具有下列几项优势：可改善表面质量，在3倍直径时，跳动量≤6μm；可延长刀具寿命，根据经验法则，跳动量每增加10μm，刀具寿命便缩短50%；几乎无振动和低的噪声级别，每种夹头的跳动量/平衡性/扭矩都经过了证明(夹头单独平衡至G2.5)。可重复性高，使用15000个循环后夹紧力仍保持不变；重载粗加工应用中具有杰出的性能，异常高的夹紧力和刚性结构防止了刀具滑动。
    汽车覆盖件模具的加工表面质量，除了与刀具的选择有很大的关系外，与编程的走刀方式也有很大的关系，维持顺铣的走刀方式是提高表面质量的不二法门，透过选择适合的加工刀具，并进行优化的数控编程，将明显提高模具的产品质量，缩短制造周期，而且制造成本也会有直接受益。