本文介绍了拉延模超硬加工的工艺，通过采用超硬加工的方法，解决了淬火后模具的变形问题，提高了汽车外覆盖件模具的制造质量，缩短了汽车模具的开发周期。

生产现状

传统拉延模的制造流程为“底面+结构面”加工→形面加工→钳工初调→淬火→钳工精调。

拉延模经数控机床精加工后，转交给钳工进行研配和调试。钳工借助研配压力机，对模具的凸、凹模间隙进行调整，在调整到合理的状态后进行淬火。淬火使得模具本身内应力变化，造成模具变形。其中，上模底面最大翘曲可以达到2mm，压边圈可达到2.5mm。这时钳工必须重新研配凸、凹模间隙。这样的工艺存在弊病，即钳工必须在淬火后重新研配凸、凹模间隙，增加了钳工的工作量，延长了制造周期，更重要的是模具的实际形状会与数模不符，造成前期CAE数据反馈的失真。

我厂根据前期淬火后的变形及上述各类问题，尝试调整工艺路线，通过淬火后超硬加工的方式来解决淬火变形的问题。超硬加工的难点在于淬火后，超硬加工是否会对工件的硬度造成影响。本文通过跟踪外板拉延模的超硬加工过程，总结出了超硬加工所必须采用的特殊工艺流程，并与NC编程结合起来，完善地解决了超硬加工中的难点。

淬火超硬加工工艺

通过分析问题，并调整工艺路线，力求解决淬火后的变形问题。具体调整工艺方案为“底面+结构面”初加工→形面半精加工→淬火→“底面+台面”精加工→形面精加工→钳工研调。根据调整后的工艺方案，我们逐步分解问题点，逐个解决各个环节的难题。

1.铸件的底面与结构面的加工

底面加工前，首先要在机床上对铸件的变形情况进行初步确认，确认方法为照相。如果底面变形过大，要在侧面标注该处余量的数值，并向钳工及铸造厂家传递和反馈。底面精加工完成后，要打表确认平面度。底面平面度精度要求（以整体侧围模座为例）是0.05。底面加工所用的刀具有：粗加工采用63mm玉米刀或125mm盘铣刀；半精加工采用200mm盘铣刀；精加工采用200mm盘铣刀，各刀具的进给参数如表1所示。

为满足淬火后的加工要求和保证模具最终的闭合高度，形面和底面在淬火前都需要预留加工量，留量的依据是：根据各件的结构和形状不同，淬火后产生的变形大小不一致。具体留量如表2所示。

底面加工完成后要把底面的铁屑和灰尘等吹干净，再次上机床加工前要把底面用抹布擦拭干净。擦拭底面时，要把模座吊在支架上。一次加工前，需要把工作台擦拭干净，通常是把工作台凸起部分用油石磨平，工件直接放在工作台上，工件与工作台面贴死，用塞尺测量底面间隙，底面间隙最大允许值为0.07～0.08。如测量值超出误差，需重新加工底面。

２.淬火前形面的加工

淬火前形面加工的流程为63mmR8刀开粗→S32mm二次开粗→S32mm半精加工→S20～8mm多刀清根。具体的加工刀具与加工参数如表3所示。

3.淬火后的时效处理与检查

工件淬火后，由于变形的关系需要放置一定的周期才能加工，以消除淬火应力。其中压边圈需要放置一天，下模最少一天，上模两天。

在淬火后，精加工前，还要对硬度进行检测。压边圈检测的标准是每隔300mm检测一点；检测的硬度值在50～60HRC范围内为合格。拉延上模和凸模淬火后的检测硬度要求与压边圈相同，但是检测的点在棱线上是每200mm检测一点；在门把手的部位，要增加检测点，间隔50mm检测一点（见图1）。

4.淬火后的精加工

淬火失效后，在加工形面前，需要在数控机床上检测底面的翘曲情况。如底面变化未超过预留的数值，则应先加工掉预留量；如翘曲超过预留范围，则根据最大翘曲的数据来加工平底面。

工件底面加工完毕，经过翻转，需要重新在机床上进行形面加工。找正后，用形面检测程序检测形面的变形情况。对形面变形进行检测时，如果检测的变形量不大于0.5～1mm，可直接进行半精加工，如检测超差，需要重新加工底面。检测时，如果形面较陡，必须检测侧面是否余量均匀，如果侧面余量差值过大，要做适当的偏置。检测的方式是：在X方向加工时，每隔300?mm检测，在Y方向上采用同样的方式检测。具体检测的网格的结果如图2所示。

淬火后形面的加工流程为S20mm半精清根→S20mm半精加工→S20mm精加工→S12mm多刀精清根→S8mm单刀半精清根→S8mm多刀清根→S6mm多刀精清根→S4mm多刀精清根，加工参数如表4所示。

5.超硬加工后的检测

模具形面精加工后，需要由操作者在机床上对形面精度和硬度进行检测；对导向面进行精加工、检测，并将所有检测数据进行标注和记录。然后，用三坐标测量机对形面、导板等进行专检，并出示检测报告。某车门模具的形面超硬加工精度的检测报告如图3所示。

从图中可以看到，形面共检测50个点，其中有8个点超差（红色数值点），合格率为84%，评估加工结果与原来加工模式的检测结果无明显差别。

通过对此套模具的硬度检查来看，硬度基本在50HRC以上，个别区域超过60，各部分软硬不一致，属于淬火不均匀，这些在原先精加工后淬火的模式中也存在。

超硬加工后模具的研调

经过超硬加工后，模具的调试周期相应缩短，由钳工研调两次，变更为淬火加工后一次研调，即可试模。

结语

我们通过三坐标精度检测数据得出，淬火后超硬加工方式的状态与之前加工方式的状态基本一致，加工质量未受到硬度增加的影响。从硬度检测来看，淬火后加工的硬度与加工后淬火的硬度接近。从制造成本来看，数控环节增加工时对应钳工工时会缩减。对于模具的制造质量而言：模具精度和品质有所提升；模具实物贴近CAE模拟结果，为CAE分析提供了数据支撑，提高了CAE的准确性；减少了手工劳动。