論影響模具機(jī)械加工精度的因素

朱京樸

摘要：機(jī)械加工精度是衡量機(jī)械加工水平的一個(gè)重要指標(biāo)，機(jī)械加工精度指位置精度和尺寸精度，只有保證了位置精度和尺寸精度才能保證模具的配合精度，模具精度主要包括模具部件之間的配合精度。嚴(yán)格來講，誤差不能避免，只能減小，所以影響機(jī)械加工精度的幾個(gè)方面和如何減小誤差是需要我們認(rèn)真思考的事情。找到了影響的因素，對癥下藥，提高機(jī)械加工精度。

關(guān)鍵詞：誤差；模具變形；內(nèi)應(yīng)力；熱脹冷縮；累積誤

中圖分類號：TQ320.52文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：2095-3178（2018）19-0377-02

前言：

加工精度和加工效率是機(jī)械加工永恒的追求，如何提高加工精

度，怎樣避免加工誤差，找出影響模具誤差的因素，分別從不同方面對其進(jìn)行分析討論，避免誤差，進(jìn)而提高加工精度。

1設(shè)備精度

對于制造模具的工廠來說，設(shè)備主要指數(shù)控加工機(jī)床（加工中

心）、三坐標(biāo)測量設(shè)備、搖臂鉆、壓機(jī)等設(shè)備，數(shù)控機(jī)床的主軸精度（垂直度和擺差）、機(jī)床工作臺的平面度；壓機(jī)設(shè)備的機(jī)床上下臺面的平行度。注意機(jī)床的承重極限（最大載重量），加工過程中避免主軸探出過長影響強(qiáng)度。如果機(jī)床的橫梁是可移動的，可以調(diào)整W軸實(shí)現(xiàn)來避免主軸探出過長，如果機(jī)床的橫梁是固定的，需要調(diào)整墊塊的高度來保證主軸探出長度。理論上要求主軸探出越短越好，探出越短主軸剛性越好，橫梁的高度精度，對水平頭來說，誤差可以靠加工人員手動操作，減小誤差。橫梁的高度精度對于五面加工（萬能頭）的加工位置精度會造成影響，萬能頭比較脆弱，內(nèi)部是齒輪結(jié)構(gòu)，承受較大的外力之后，角度精度很容易受到影響，所以五面加工盡量避免一次切深較大的量、負(fù)載較大的加工，這樣來保證角度精度，也有的工廠為了保證五面機(jī)頭的角度精度，在一臺五面數(shù)控機(jī)床上配置了兩個(gè)五面頭，粗精分開，一個(gè)只進(jìn)行粗加工、另一個(gè)只做精加工，這樣就能夠很好的保證了五面頭的角度精度，保證了加工的模具位置精度的準(zhǔn)確性。數(shù)控機(jī)床主要是實(shí)現(xiàn)位置精度，重復(fù)定位等。尺寸精度主要由刀具、程序及加工人員的操作來保證的，機(jī)械部門的數(shù)控機(jī)床保證了單件模具的加工位置精度和尺寸精度，當(dāng)然也需要配合三坐標(biāo)等檢測設(shè)備進(jìn)行測量，才能更好的保證加工精度。成套模具的配合精度，需要在壓機(jī)上去檢測，這也就要求了壓機(jī)設(shè)備的精度也必須要好，如：機(jī)床上下臺面的平行度、機(jī)床臺面的水平度、壓機(jī)重復(fù)定位精度等。這樣才能較準(zhǔn)確的反應(yīng)出模具配合精度的一個(gè)真實(shí)水平。

2模具變形

鑄件的應(yīng)力變形（沒有完全釋放應(yīng)力）、裝卡不合理造成的變形

（模具太高，變形/不平會將誤差成倍的放大，造成安裝面不平，沖頭工藝尾位置度不準(zhǔn)，影響沖頭與凹模套的配合精度。擺放不合理造成的變形、模具本身結(jié)構(gòu)不好造成的變形、受力過大造成的變形、熱處理造成的變形、運(yùn)輸及吊運(yùn)過程不合理造成的變形等。能夠落機(jī)床床面的盡量保證落機(jī)床床面加工來減小模具變形量。裝卡力度合適，不能過大，也不能過小。鑄件在出鑄造廠前會有一個(gè)消除應(yīng)力的處理，但應(yīng)力并沒有完全消除。鑄造廠到達(dá)車間后，需要在進(jìn)行一個(gè)釋放應(yīng)力的過程，這期間不能對模具進(jìn)行加工，粗加工完之后需要再次釋放應(yīng)力才能進(jìn)行精加工，但是目前的項(xiàng)目周期要求不允許這樣加工，恨不得鑄件到廠后直接從運(yùn)輸車上卸下放到機(jī)床工作臺上進(jìn)行加工，這勢必會造成模具加工完后的一個(gè)變形，影響了模具加工精度。其中、裝卡不合理造成的變形是最多和變形量最大的，所以務(wù)必要保證按裝卡規(guī)范去裝卡，避免模具變形。

3加工工藝

加工工藝是模具加工中的最重要的也是起決定作用的一項(xiàng)技術(shù)，

加工工藝應(yīng)該在模具加工工起到引領(lǐng)和指導(dǎo)的作用。一個(gè)合理的加工工藝會讓模具加工進(jìn)行的很流暢，加工完的模具也會有很高的精度；相反，一個(gè)不合理的加工工藝會讓模具加工進(jìn)行起來很困難，加工人員會感覺很蹩腳，而且加工完的模具最終的精度也無法滿足使用要求。制定加工工藝的人員需要具備豐富的加工經(jīng)驗(yàn)，合理的加工工藝聚集了很多的經(jīng)驗(yàn)和科學(xué)道理，是一種寶貴的財(cái)富。如：精加工模具底面時(shí)，最后一刀加工需要松開壓板，讓模具在自由狀態(tài)下加工，保證了模具底面的平面度；凸模半精完后進(jìn)行淬火再精加工，避免了精完后淬火的模具變形，或者改變淬火的方法，使用激光淬火來減小模具變形；將壓料芯下到模具本體里，利用本體的基準(zhǔn)對壓料芯進(jìn)行加工等。都是為了保證加工精度，得到更好的結(jié)果。

4溫度

熱脹冷縮對于鋼體來說，影響是不能忽視的。溫差大對機(jī)床精度的影響（1℃的溫度變化對于1m的機(jī)床太面變化為0.008mm），對于3m的機(jī)床來說，3℃的溫度變化造成的誤差為0.008X3X3=0.072mm。對加工模具的影響，需要恒溫車間，如果沒有恒溫車間，那如果車間早晚的溫差為3℃，那么機(jī)床的精度變化就是0.07mm，這樣的誤差對模具加工來說是不能接受的。

5刀具影響

這里主要討論加工精度的問題，所以只涉及到精加工用的刀具，

如刀具的精度不夠，刀具剛度不高，韌性好導(dǎo)致的加工不到位（讓刀）、刀具加工淬火后的模具導(dǎo)致的磨損等，按理論數(shù)值加工的，實(shí)際的加工結(jié)果卻不到位。一方面需要開發(fā)更好的刀具來滿足加工，俗話說“工欲善其事，必先利其器”就是這個(gè)道理。如導(dǎo)板的加工。原來加工導(dǎo)板用玉米銑刀精加工，需要多次加工，而且還不好保證垂直度和位置度，現(xiàn)在普遍采用插銑刀加工插銑加工，導(dǎo)板面的垂直度和位置度能夠很好的得到保證，加工效率還高。另一方面就需要增加檢測及測量等輔助手段，通過人為參與刀具補(bǔ)償，使加工的模具符合加工公差。

6累積誤差

誤差是不能避免和消除的，只能盡量減小，對于模具的多工序

加工，累積誤差是更加需要考慮的方面，對于拼塊的模具，更要考慮如何減小累積誤差，（一排10個(gè)鑲塊，由于加工的累積誤差，不能從左到右或者從右到左這樣從一頭開始進(jìn)行裝配鑲塊的作業(yè)，我們需要中間鑲塊的定位，來保證盡可能小的累積誤差）。而且還要避免單塊加工，能裝本體加工的盡量裝本體加工，而且還要盡量整體加工（芯下到本體里加工）壓料芯配合后放到上模里面，利用本體上模的基準(zhǔn)進(jìn)行加工，保證了配合精度和基準(zhǔn)一致的原則，但勢必會造成模具加工工序的增加，工序增加會增加輔助工時(shí)，輔助工時(shí)是產(chǎn)生不了任何價(jià)值的，也是對模具不產(chǎn)生影響的工時(shí)，不會使模具發(fā)生變化，所以輔助工時(shí)越少越好。累積誤差可以在任何一個(gè)環(huán)節(jié)產(chǎn)生，所以每個(gè)環(huán)節(jié)都要保證精度，減少誤差，才能保證最終的累積誤差在能夠接受的范圍以內(nèi)。當(dāng)然，一部分累積誤差是可以通過增加一些手段來消除的，比如，模具的加工過程中有需要五面加工的，在五面加工前可以通過增加型面檢測程序來消除以前加工的工序（結(jié)構(gòu)面和型面）加工中產(chǎn)生的誤差，保證了整體的加工一致性。

7量具精度

量具需要定期的維護(hù)保養(yǎng)，主要是為了實(shí)現(xiàn)尺寸精度。量具需

要定期校驗(yàn)來保證精度，使用前也需要檢查量具是否正常，模具加工中主要使用的量具包括環(huán)規(guī)、內(nèi)徑表、千分尺、游標(biāo)卡尺、找正表、量規(guī)、通止規(guī)等。使用時(shí)一定要按正確的使用方法使用，才能保證檢測完的精度是準(zhǔn)確可靠的。

8人的因素

目前，數(shù)控機(jī)床已經(jīng)取代普通機(jī)床，大大降低了由于人的技能

水平參差不齊的原因?qū)τ诩庸さ挠绊?，基本上?shí)現(xiàn)了重復(fù)性和復(fù)制性生產(chǎn)，但是還有很多的人自身的不確定性的因素，比如，受心情好壞的影響，不容易控制的情緒等等，心無旁騖的生產(chǎn)和心事重重的生產(chǎn)效果肯定是不一樣的，加工處理的產(chǎn)品（模具）也就不同，前者更容易加工出高品質(zhì)的產(chǎn)品（模具）；后者則可能會產(chǎn)生更多的不良品（模具）。由于人與人之間的職業(yè)素養(yǎng)良莠不齊，人參與的環(huán)節(jié)越多，造成的不確定因素越多，所以，為了將人的因素導(dǎo)致的誤差降到最低，一方面盡量減少人的參與比例，盡可能實(shí)現(xiàn)無人化加工，用這種方式盡量減少人員的因素，這種對加工工藝的要求比較高，需要比較成熟的加工工藝和高質(zhì)量的程序才能保證；另一方面，對加工人員的操作技能及責(zé)任心進(jìn)行提升，提高制造一線員工的受重視程度，提高他們的社會地位等方面來提升他們的責(zé)任意識和成就感。

9輔助工具

輔助工具，如墊塊、對刀塊、卡頭等，要保證符合公差要求，

墊塊使用過程中要做好保護(hù)，避免磕碰表面。定期檢測是否符合公（下轉(zhuǎn)第379頁）