1 引言
随着制造行业的发展， 模具加工的周期、 品质也悄然地逐步改变， 无论是设计能力还是加工工艺、 方法细节， 更重要的是品质提升追求， 都在不断的改变，上下模导向面是模具中最常见的结构部位， 本文针对（汽车冲压） 模具外导向面的加工精度进行分析。
2 导向面介绍
常见结构为一侧要安装耐磨导板标准件， 称之为导板安装面；另一侧为本体光滑面， 称之为导滑面， 两侧也统称为导向面， 如图1所示， 起到上下合模位置引导确定作用。加工流程分粗加工、 半精加工、 精加工， 粗加工、 半精加工都是采用刀具层切方式， 保证半精后余量0.05~0.15mm。重点在于精加工时的精度把握， 下面对精加工的要求及方法进行分析。
图1 导向面相互示意图
3 目前普遍状态与方法
目前， 验证导向面的配合效果是通过涂色形式， 就是在导板标件一侧上涂上蓝油， 合模一次看对向导滑面沾色状态来判断是否合适：导滑面上着色均匀偏淡， 无擦黑 （摩擦状） 状态为合格， 否则为状态不良。如图2、 图3所示。常规方法是将导向面按过切加工， 钳工利用不同厚度的矽钢片垫在导板标件下面进行间隙调整， 以达到一个滑配良好的效果， 如图4所示。
图2 着色均匀清淡
图3 配合间隙过紧，导滑面擦黑状态
图4 导板标准件下方添加矽钢片调整配合间隙
4 过程因素分析
现在对精加工环节实际情况进行探讨分析， 如何避免、 减少利用垫片调整而达到或接近一个理想状态：加工完成即达到理想的配合间隙 （不紧不松） 。首先搞清楚配合需求， 通过对间隙合格的 （着色良好的） 模具配合状态进行塞尺检查， 得出其隙均值为0.01~0.03mm， 如图5所示。
图5 合模侧向配合间隙指示
其次， 选用的 “耐磨导板” 标准件厚度公差: 以常用的20mm厚度为例， 标准件企业 “盘起” 与 “米思米” 标准公差都为±0.01mm， 如图6所示。因为滑配关系， 防止磨损拉伤， 取其上公差视为标件厚度20~20.01mm。
图6 导板标准件尺寸精度视图
那么， 加上配合间隙需要， 此时得出加工需要保证双向累计间隙0.02~0.04mm。
得此结论后， 按上述值进行加工又发现， 配合状态不稳定， 还是会出现过紧 （擦黑挤黑） 或需要加垫片情况。因此再次进行分析试验， 又找出两项影响因素：
（1） 数控机床精度：每一家公司都会面对的问题是：不可能一个车间里所有机床都是高精度， 都是同一品牌型号， 同一规格的设备 （仅一台的除外） ， 以及非恒温车间温度变化对设备精度的影响。试验发现，在加工完成时检测数据是-0.01mm， 换台机床或者二次上机检测， 数据相对原数据会出现±0.01~0.02mm的不稳定偏差。所以此处首先要保证的是：上下模精加工要安排同一台机床上执行， 保证其精度基础基准相同， 排除不同设备差。
模具变形：当模具 （铸件） 加工完成， 尤其是常见的长度3~5m的模具， 放置一段时间后， 通过复检四角平面高度 （最直观方式） 就可以发现有一些变化：根据模具大小、 结构不同及加工时工艺不同， 变量也就不同， 以3~5m的模具为例， 精加工完放置一周后， 对角高度变化量在0.05~0.2mm， 如果模具进行粗、 精加工分开， 底面做了二次精加工， 装夹支撑方式稳定， 变量就会小一些， 反之模具变形量就偏大一些。同理其导向面 （立面） 也会随之产生轻微变化， 在目前模具生产周期的大环境下， 无法用较长的时间去做好铸件的应力释放 （完全消除） 。在做好加工工艺前提下， 导向面因模具变形会有0~0.02mm的精度变化 （多为垂直度变化） 需要研配修整， 导致间隙不稳定。（若导向面 （立面） 垂直度变化量若超过0.02mm， 将视为变形过大，需返工全面检测模具相关结构） 。
另外压机精度也是使用过程中体现一大困扰，压机平台与上滑块的相对平面度肯定没有数控机床精度高 （数控机床平台的平面度约为0.01/m 2 ， 而压机平台为0.05/m （2）所以也经常出现， 在各自压机上调整好间隙状态， 等模具换到别的压机时， 状态出现了变化， 还是要进行调整。因此， 此项因素对导板加工状态 （尤其是垂直度） 状态评判无效， 不纳入分析参考。
5 结论与需求
综上补充因素所述， 在先前得出的理论导板间距值的基础上， 为了防止滑配不畅、 拉伤等问题， 又要尽量减少用垫片调整的情况， 还要考虑加工精度可保障性， 得出一个最佳间隙值：0.02~0.05mm。也就是最终确定单侧导向面 （导板安装面与导滑面） 加工需要按-0.01~-0.025mm加工。
6 加工保障
在确定想要的公差精度后， 就要在解决加工过程中如何达成此公差范围 （只针对本机加工检测结果，忽略换机台检测误差） 。
半精加工常规采用直径 63mm， （空间受限除外 ）刀尖小于R1mm的新干线 （建议5颗刀片以上的） 刀具进行横向往复式层切加工， 保证留余量在 0.05~0.15mm， 均匀0.1mm最佳。
精加工时， 除了保证上下模同台机床执行， 重要的是选用精度较高的设备， 因为导向面是随着模具工作成型部位同步精加工下来的， 必须保障设备精度达标。精加工常规用插铣刀具 （上下往复式加工） ， 如图7、 图8所示。
图7 上下往复式插铣 图8 精插刀具优选刀头样式
每副模具导向面都会涉及到4个方向多处导板导滑面， 所以在加工前检查好刀具安装及刀片磨损情况 （保证完好无损） 前提下， 要对每个方向进行一个试切， 即每个方向插铣一小块 （约宽度30mm高度30mm即可） 建议试切时按理论数据留0.03mm防止试切处过切， 试切后对试切部位进行检测， 得出偏差值， 加入补偿调整值再进行实际插铣加工。例如：按预留0.03mm进行试切， 经检测， 实际结果距离理论0位值还有0.05mm （因为留量0.03mm， 证明实际与理论相差0.02mm） ， 若想要做到-0.02mm状态， 此时就要按理论加入0.04mm的刀具补偿进行正式加工。
加工 （包括试切） 完成时， 利用杠杆百分表装在主轴上进行位置精度检测：①利用标准内径 20mm的高精度环规， 将百分表移至中心， 压表半圈调至指针刻度0位，如图9所示， 得到表尖旋转半径为R10mm；②移至导板面理论理论位置+10mm， 手动转动夹持刀柄， 试探表杆接触最高点， 观察表盘刻度得出实际数据， 如图10所示。
图9 甩圆调表设定半径 图10 利用标准半径的百分表检测导板面
斜面导向面， 选用平面铣方式加工时， 注意平面刀路往复时接刀状态， 避免台阶出现， 如图11所示。重点是机床主轴摆角精度及平面刀具的选用， 精加工刀具尽量选用大直径刀盘， 减少刀路往返次数， 如图12所示。同样精加工时先做局部试切， 检测数据后再大面光刀。
图11 往返刀路接刀状态 （蓝油检查） 图12 摆角平面铣方式
7 实操经验
试切时每个方向加工出来可能偏差值略有不同，需要操作者熟知机床性能， 必要时进行手动插补执行， 而且在精加工时， 建议补偿目标选择公差带的中下差 （-0.025mm） ， 因为过程中可能出现刀片磨损、 让刀情况。最终结果与补偿的理想值还是会略有偏差，而且多数是不到位。另外， 刀具越长， 刀具转速进给就要越低， 不可心急。
加工过程注意加工出来的状态， 插铣状态最佳效果状态是呈现规整刀路状却无凹凸手感， 如图13所示。当出现不规则波浪或鱼鳞纹时， 就要考虑检查刀片是否磨损或者半精余量是否过多、 不均匀， 如图14所示。
图13 加工刀路条纹规整状态 图14 加工面品不良
8 结束语
高品质模具来源于细节分析、 改善， 导向面及所有模具相关结构面的加工精度把控最终还是要靠操作者的细心与耐心， 设备是有误差的， 必须通过经验去调整去规避。
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