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摘要：通过对覆盖件模具表面进行数铣、焊接、激光淬火等工艺以恢复覆盖件模具的技术状态，从而确保整车的外观质量。通过CAE软件修复数模中原来存在型面磨损、R角变大等质量缺陷；利用修改完成的数模粗铣加工模具表面凹坑、凹凸不平等缺陷；试冲产品样件后对产品样件进行后续匹配，根据后续匹配样件存在的问题对模具进行全面修复，并对模具表面进行激光淬火加工。由此使得覆盖件的表面质量相比以前有大幅提升。
关键词：覆盖件；数模粗铣；激光淬火
【分类号】：TD353.5
前言
由于市场竞争日趋激烈，产品质量的高低成为决定产品能否在市场竞争中取胜的关键。汽车驾驶室外观件质量的高低决定着该目标是否能够实现。而外观件的状态好坏很大的原因是由于加工外观件的模具状态决定。我公司所使用的部分覆盖件模具为国外公司的下场模具，进入我厂以来已累计加工40多万件，由于长期的使用，覆盖件模具的表面出现凹坑、凹凸不平和硬度降低、型面磨损等老化现象，致使外观件的表面存在漫凹、滑移线等诸多质量问题。这使得提升覆盖件模具的整体质量成为提升驾驶室整车质量刻不容缓的问题。
一、 现状分析
我部针对产品件存在的问题进行深入的分析调查。主要问题为覆盖件表面出现漫凹和滑移线等质量缺陷，主要是由于模具长期使用，型面磨损，模具表面硬度较低（在HRC20-30度左右）等原因造成。提升覆盖件模具的技术状态成为提升整车驾驶室外观质量工作的重点。
二、 方案设计
我部技术人员查阅相关资料并对其进行研究，决定通过对覆盖件模具表面进行数铣、焊接、激光淬火等工艺以恢复覆盖件模具的技术状态，从而确保整车的外观质量。
三、 方案实施
（一）统计覆盖件表面存在的漫凹、滑移线和模具表面存在的凹坑、凹凸不平等质量缺陷。根据统计的数据通过CAE（计算机辅助分析）软件修复数模中原来存在型面磨损、R角变大等质量缺陷。
（二）通过修改完成的数模粗铣加工模具表面凹坑、凹凸不平等缺陷。
具体的加工步骤如下所示：
1.用三座标检测，取上、下模及压边圈大概的加工中心，选各型面分布点确定大概的数模位置角度。
2.上、下模压边圈底面找平，压边圈与凸模合装一起加工，分两大块在加工中心上，分别以模具导向面，轮廓，型状，加工中心孔，取中间值重新确定加工中心。
3.根据三座标测出的角度在加工中心上取刀路，检测上下模的数模角度，分四次测试更改角度，刀路，确定比较接近的数模位置角度，粗加工后转焊接工序焊接后再半精加工，精加工。（详见工艺图）
4.在模具型面（除去立面）磨损较小的部位采取降高度直接加工，闭合高度降5mm，有许多位置磨损较大降高度也无法加工到位如：立面和R角，采用进口电焊条，对无法加工到的型面进行焊接。
（三）焊接修复完成后，用数铣对模具表面进行精加工，基本达到工艺尺寸。
（四）试冲产品样件。并对产品样件进行后续匹配。
（五）根据后续匹配样件存在的问题对模具进行全面修复，修复完成后对模具表面进行研磨，最后对模具表面进行激光淬火加工。经过激光淬火等加工工艺后，产品件质量和模具状态大幅提升。
四、 覆盖件模具激光淬火的原理研究
激光淬火又称为激光相变硬化，是以高能密度的激光快速照射工件，使激光作用区的温度急剧上升，迅速达到奥氏体化温度，此时，工件基体仍处于冷态，并与激光加热区之间存在很高的温度梯度。即使是中等功率密度500W/cm?，也可以得到500℃/mm的温度梯度；一旦停止激光照射，加热区因急冷而实现工件的自冷淬火。也就是说，奥氏体相变便在过热度很大的高温区极短时间内完成。此时，奥氏体形核率很高，奥氏体晶粒细化。同时，瞬时加热后的急冷使超细奥氏体晶粒来不及长大，碳来不及扩散，随着奥氏体向马氏体的转变（ 由于冷速很快，足以超过转变为马氏体的临界冷速），得到很细的马氏体，从而提高了硬度。由于激光相变硬化是采用快速加热与快速冷却的工作方式，它在工件表面上产生的压应力可以达到750Mpa以上，从而增强了材料的疲劳强度。
激光相变硬化过程是在高度受扼的形态下进行的，所获得的马氏体实质上是一种形变马氏体，比常规淬火所得的马氏体具有更高的缺陷密度，晶粒更加细化，同时由于冷却速度极快，碳原子来不及扩散，使得马氏体含碳量极高，而且残余奥氏体也获得了极高的位错密度，从而大大提高材料硬度。材料经激光淬火后的硬度比常规淬火提高15%～20%，相应地材料的耐磨性也得到提高。
五、 跟踪效果
通过对覆盖件模具表面进行激光淬火，使覆盖件模具的表面硬度由原来的HRC20-30度左右，上升到处理完成后的HRC45-50度左右，达到工艺要求。覆盖件的表面质量相比以前相比之前的大幅提升，原有的硬点、滑移线、漫凹等质量缺陷基本消除。
六、 结束语
通过对一系列型面方法特别是激光淬火的应用，覆盖件的表面质量相比以前相比之前的大幅提升，原有的硬点、滑移线、漫凹等质量缺陷基本消除的同时型面硬度明显提高，大幅降低了由于模具原因而造成的覆盖件产品质量低下，废品率居高不下、生产效率低下的问题。在降低废品率的同时，提升了冲压生产线的综合利用率。为公司的生产保障和产品质量的提升做出了突出贡献。
参考文献
[1]彭智虎，唐丽文，拉仲类模具的表面拉伤问题及防止措施[J]，模具工业，2006，32（1），69-73.
[2]贾俐俐.冲压工艺与模具设计[M].北京：人民邮电出版社，2008
[3]韩森和.冷冲压工艺及模具设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2005
[4]张荣清.模具设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2003
[5]杨占尧.最新冲压模具标准及应用手册[M].北京：化学工业出版社，2010
[6] Die and Mold Engineering Committee.Mold[J].Journal of the Japan Society for Technology of Piasticity，2004
[7] Weng-Sing Hwang，A Common Basic Technology：Die/Mold Technology[J].Metal Industries Research and Development Centre.2006
关键词：覆盖件；数模粗铣；激光淬火
【分类号】：TD353.5
前言
由于市场竞争日趋激烈，产品质量的高低成为决定产品能否在市场竞争中取胜的关键。汽车驾驶室外观件质量的高低决定着该目标是否能够实现。而外观件的状态好坏很大的原因是由于加工外观件的模具状态决定。我公司所使用的部分覆盖件模具为国外公司的下场模具，进入我厂以来已累计加工40多万件，由于长期的使用，覆盖件模具的表面出现凹坑、凹凸不平和硬度降低、型面磨损等老化现象，致使外观件的表面存在漫凹、滑移线等诸多质量问题。这使得提升覆盖件模具的整体质量成为提升驾驶室整车质量刻不容缓的问题。
一、 现状分析
我部针对产品件存在的问题进行深入的分析调查。主要问题为覆盖件表面出现漫凹和滑移线等质量缺陷，主要是由于模具长期使用，型面磨损，模具表面硬度较低（在HRC20-30度左右）等原因造成。提升覆盖件模具的技术状态成为提升整车驾驶室外观质量工作的重点。
二、 方案设计
我部技术人员查阅相关资料并对其进行研究，决定通过对覆盖件模具表面进行数铣、焊接、激光淬火等工艺以恢复覆盖件模具的技术状态，从而确保整车的外观质量。
三、 方案实施
（一）统计覆盖件表面存在的漫凹、滑移线和模具表面存在的凹坑、凹凸不平等质量缺陷。根据统计的数据通过CAE（计算机辅助分析）软件修复数模中原来存在型面磨损、R角变大等质量缺陷。
（二）通过修改完成的数模粗铣加工模具表面凹坑、凹凸不平等缺陷。
具体的加工步骤如下所示：
1.用三座标检测，取上、下模及压边圈大概的加工中心，选各型面分布点确定大概的数模位置角度。
2.上、下模压边圈底面找平，压边圈与凸模合装一起加工，分两大块在加工中心上，分别以模具导向面，轮廓，型状，加工中心孔，取中间值重新确定加工中心。
3.根据三座标测出的角度在加工中心上取刀路，检测上下模的数模角度，分四次测试更改角度，刀路，确定比较接近的数模位置角度，粗加工后转焊接工序焊接后再半精加工，精加工。（详见工艺图）
4.在模具型面（除去立面）磨损较小的部位采取降高度直接加工，闭合高度降5mm，有许多位置磨损较大降高度也无法加工到位如：立面和R角，采用进口电焊条，对无法加工到的型面进行焊接。
（三）焊接修复完成后，用数铣对模具表面进行精加工，基本达到工艺尺寸。
（四）试冲产品样件。并对产品样件进行后续匹配。
（五）根据后续匹配样件存在的问题对模具进行全面修复，修复完成后对模具表面进行研磨，最后对模具表面进行激光淬火加工。经过激光淬火等加工工艺后，产品件质量和模具状态大幅提升。
四、 覆盖件模具激光淬火的原理研究
激光淬火又称为激光相变硬化，是以高能密度的激光快速照射工件，使激光作用区的温度急剧上升，迅速达到奥氏体化温度，此时，工件基体仍处于冷态，并与激光加热区之间存在很高的温度梯度。即使是中等功率密度500W/cm?，也可以得到500℃/mm的温度梯度；一旦停止激光照射，加热区因急冷而实现工件的自冷淬火。也就是说，奥氏体相变便在过热度很大的高温区极短时间内完成。此时，奥氏体形核率很高，奥氏体晶粒细化。同时，瞬时加热后的急冷使超细奥氏体晶粒来不及长大，碳来不及扩散，随着奥氏体向马氏体的转变（ 由于冷速很快，足以超过转变为马氏体的临界冷速），得到很细的马氏体，从而提高了硬度。由于激光相变硬化是采用快速加热与快速冷却的工作方式，它在工件表面上产生的压应力可以达到750Mpa以上，从而增强了材料的疲劳强度。
激光相变硬化过程是在高度受扼的形态下进行的，所获得的马氏体实质上是一种形变马氏体，比常规淬火所得的马氏体具有更高的缺陷密度，晶粒更加细化，同时由于冷却速度极快，碳原子来不及扩散，使得马氏体含碳量极高，而且残余奥氏体也获得了极高的位错密度，从而大大提高材料硬度。材料经激光淬火后的硬度比常规淬火提高15%～20%，相应地材料的耐磨性也得到提高。
五、 跟踪效果
通过对覆盖件模具表面进行激光淬火，使覆盖件模具的表面硬度由原来的HRC20-30度左右，上升到处理完成后的HRC45-50度左右，达到工艺要求。覆盖件的表面质量相比以前相比之前的大幅提升，原有的硬点、滑移线、漫凹等质量缺陷基本消除。
六、 结束语
通过对一系列型面方法特别是激光淬火的应用，覆盖件的表面质量相比以前相比之前的大幅提升，原有的硬点、滑移线、漫凹等质量缺陷基本消除的同时型面硬度明显提高，大幅降低了由于模具原因而造成的覆盖件产品质量低下，废品率居高不下、生产效率低下的问题。在降低废品率的同时，提升了冲压生产线的综合利用率。为公司的生产保障和产品质量的提升做出了突出贡献。
参考文献
[1]彭智虎，唐丽文，拉仲类模具的表面拉伤问题及防止措施[J]，模具工业，2006，32（1），69-73.
[2]贾俐俐.冲压工艺与模具设计[M].北京：人民邮电出版社，2008
[3]韩森和.冷冲压工艺及模具设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2005
[4]张荣清.模具设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2003
[5]杨占尧.最新冲压模具标准及应用手册[M].北京：化学工业出版社，2010
[6] Die and Mold Engineering Committee.Mold[J].Journal of the Japan Society for Technology of Piasticity，2004
[7] Weng-Sing Hwang，A Common Basic Technology：Die/Mold Technology[J].Metal Industries Research and Development Centre.2006