模具數(shù)控加工質(zhì)量的主要影響分析

文/孫凱 李帥

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模具數(shù)控加工質(zhì)量的主要影響分析

文/孫凱1李帥2

1.沈陽(yáng)上發(fā)汽車(chē)零部件有限公司；2.沈陽(yáng)市興業(yè)機(jī)械廠

本文就結(jié)合模具數(shù)控加工的實(shí)際操作情況，具體分析加工過(guò)程中對(duì)質(zhì)量產(chǎn)生影響的因素有哪些，并以此為依據(jù)進(jìn)一步提升數(shù)控加工工藝的質(zhì)量精度，促進(jìn)相關(guān)制造業(yè)的進(jìn)步和發(fā)展。

模具制造；數(shù)控加工

數(shù)控技術(shù)是一門(mén)先進(jìn)的加工技術(shù)，它在復(fù)雜、高精度零件加工方面有著獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，因而被廣泛應(yīng)用到電子工業(yè)、航空航天、高端設(shè)備制造等領(lǐng)域。數(shù)控加工對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有著很高的要求，而機(jī)床、刀柄、刀具等機(jī)械設(shè)備以及數(shù)控編程、機(jī)床操作者等主觀因素都可能會(huì)影響到數(shù)控加工的質(zhì)量。也就是說(shuō)，加工過(guò)程中的每一點(diǎn)誤差都會(huì)影響加工零件的精密程度。

1 模具的數(shù)控加工特點(diǎn)

（1）模具的制造是單件生產(chǎn)。每一副模具都是一個(gè)新的項(xiàng)目，有著不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，每一個(gè)模具的開(kāi)發(fā)都是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。

（2）模具的開(kāi)發(fā)并非最終產(chǎn)品，而是為新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)服務(wù)，一般企業(yè)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)在數(shù)量上、時(shí)間上并不固定，從而造成模具生產(chǎn)的隨機(jī)性強(qiáng)、計(jì)劃性差，包括客戶(hù)變動(dòng)大、產(chǎn)品變化多，因此對(duì)模具制造企業(yè)的人員有更高的要求，要求模具企業(yè)的員工必須能快速反應(yīng)，也就是要有足夠的基礎(chǔ)知識(shí)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

（3）模具制造要快速。新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)周期越來(lái)越短，而模具又是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)時(shí)最多的項(xiàng)目之一，模具開(kāi)發(fā)的周期隨之縮短，因此模具從報(bào)價(jià)到設(shè)計(jì)制造過(guò)程都要有很快捷的反應(yīng)。特別是模具制造過(guò)程必須要快，才能達(dá)到客戶(hù)的要求。因此就要求模具的加工工序應(yīng)高度集成，并優(yōu)化工藝過(guò)程，在最短的加工工藝流程中完成模具的盡量多的加工。

（4）模具結(jié)構(gòu)不確定。模具需要按制件的形狀和結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)由于模具所形成的產(chǎn)品往往是新產(chǎn)品，所以在模具開(kāi)發(fā)過(guò)程中需要有更改，或者在試模后，對(duì)產(chǎn)品的形狀或結(jié)構(gòu)作調(diào)整，而這些更改需要進(jìn)行重新加工。

（5）模具加工的制造精度要求高。為了保證成形產(chǎn)品的精度，模具加工的誤差必須時(shí)行有效控制，否則模具上的誤差將在產(chǎn)品上放大。模具的表面粗糙度要求高，注塑模具或者壓鑄模具，為了達(dá)到零件表面的光潔，以及為了使熔體在模具內(nèi)流動(dòng)順暢，必須有較低的表面粗糙度值。

2 模具數(shù)控加工質(zhì)量的影響因素

2.1零件裝夾對(duì)加工質(zhì)量的影響

裝夾的主要作用是固定需要進(jìn)行數(shù)控加工的模具，以完成數(shù)控機(jī)床對(duì)模具的加工制作。裝夾對(duì)模具數(shù)控加工質(zhì)量的影響主要有三個(gè)方面，首先是位置的固定，精確的位置要求是完成模具制作的首要條件，任何細(xì)微的偏差都有可能引起模具質(zhì)量問(wèn)題。其次是固定的牢固與否，裝夾的作用本身就是起到固定的作用，但并不意味著裝夾能夠保證模具沒(méi)有絲毫移動(dòng)，而恰恰有正式這哪怕一絲的移動(dòng)都會(huì)引起模具加工的質(zhì)量問(wèn)題。最后是裝夾的松緊度給模具造成的損害，在模具剛度不足而裝夾過(guò)緊的情況下，裝夾有可能對(duì)模具造成一定的直接損害，由此引起模具加工質(zhì)量問(wèn)題。

2.2刀具的選擇使用對(duì)質(zhì)量的影響

刀具也是影響模具加工質(zhì)量的主要因素之一，因?yàn)榈毒咧苯訁⑴c到模具的制作當(dāng)中，如果刀具的選取不當(dāng)或者使用不當(dāng)，都將會(huì)無(wú)可避免的引起模具加工的質(zhì)量問(wèn)題。首先是刀具的材料上，當(dāng)前使用最為廣泛的是硬質(zhì)合金刀具，相比較過(guò)去的高速鋼刀具而言具有更強(qiáng)硬度，從而可以大大提高切削速度和精準(zhǔn)度。其次是在刀具大小的選取上，在模具精加工中所使用的刀具如果大小不合適就無(wú)法制作出質(zhì)量精良的模具產(chǎn)品。最后是在走刀方式上，傳統(tǒng)的走刀方式都是沿斜線走刀，一方面對(duì)刀具損傷較大，另一方面加工質(zhì)量也不高，這種方式尚需改進(jìn)。

2.3加工工藝對(duì)加工質(zhì)量的影響

傳統(tǒng)加工工藝與計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的結(jié)合形成了當(dāng)前的數(shù)控加工工藝，因此數(shù)控加工質(zhì)量由傳統(tǒng)工藝和計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)共同決定，任何一方面的瑕疵或不足都會(huì)對(duì)模具的數(shù)控加工質(zhì)量產(chǎn)生影響。數(shù)控加工工藝工序是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，其中包括圖紙分析、工藝處理、數(shù)值計(jì)算和編程共四個(gè)環(huán)節(jié)，每個(gè)環(huán)節(jié)環(huán)環(huán)相扣不可分割，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出現(xiàn)差錯(cuò)都會(huì)影響到整個(gè)的加工質(zhì)量，因此在對(duì)加工工藝的處理上必須進(jìn)行不斷的驗(yàn)證和修正，確保各個(gè)環(huán)節(jié)都精確無(wú)誤，以提升模具加工質(zhì)量。

3 提高模具數(shù)控加工質(zhì)量的改進(jìn)措施

3.1改進(jìn)優(yōu)化零部件裝夾方案

因?yàn)檠b夾在固定模具時(shí)的力度大小會(huì)對(duì)模具產(chǎn)生影響，對(duì)剛度較小的模具來(lái)說(shuō)如果裝夾力度較大則容易引起變形等質(zhì)量問(wèn)題，因此首先我們應(yīng)當(dāng)從裝夾入手，調(diào)整和優(yōu)化裝夾方案，選取適當(dāng)?shù)闹瘟ε浜涎b夾的使用。支撐力與裝夾的作用力相對(duì)應(yīng)，支撐力主要作用于模具剛度薄弱的部位，從而提升模具表面強(qiáng)度，而裝夾力則作用于剛度較大的部位，這樣支撐力就能配合裝夾的使用，科學(xué)合理分配兩種力對(duì)模具的作用，從而達(dá)到在固定模具的同時(shí)保護(hù)模具免受傷害，進(jìn)而提高制成品質(zhì)量。

3.2合理選擇刀具及走刀方式

當(dāng)前使用最為廣泛的是硬質(zhì)合金刀具，這種道具切削速度更快，精度更高，已經(jīng)基本替代了高速鋼刀具從而覆蓋了大部分模具加工領(lǐng)域，可以說(shuō)硬質(zhì)合金刀具的廣泛使用對(duì)模具數(shù)控加工質(zhì)量的提升是一個(gè)不小的幫助。此外在進(jìn)行模具加工時(shí)，還應(yīng)當(dāng)更具模具的大小以及構(gòu)造部位的特征來(lái)選取與之相適應(yīng)的刀具進(jìn)行加工，避免刀具過(guò)大而無(wú)法進(jìn)行精確加工。最后在走刀方式上應(yīng)當(dāng)選取一次性粗加工和階梯式粗加工兩種方法相結(jié)合的方式，這兩種新型的走刀方式相比傳統(tǒng)走當(dāng)方式具有更加高效的優(yōu)勢(shì)，且避免了傳統(tǒng)沿斜線的走刀的弊端，進(jìn)一步提升了模具加工質(zhì)量。

3.3選擇并驗(yàn)證合理加工工藝

加工工藝是影響產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)因素，因此優(yōu)化加工工藝的選擇自然也就成了提高數(shù)控加工質(zhì)量的重要手段之一，而要提高數(shù)控加工工藝就必須對(duì)數(shù)控加工模具的變形規(guī)律進(jìn)行分析。

總之，模具具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型面復(fù)雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點(diǎn)。應(yīng)用數(shù)控加工模具可以大副度提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。同時(shí)，模具的數(shù)控加工具有一定的典型性，比普通產(chǎn)品的數(shù)控加工有更高的要求。

[1]邱言龍.模具鉗工實(shí)用技術(shù)手冊(cè)[M].北京:中國(guó)電力出版社,2015.01.

[2]劉洪璞.模具鉗工實(shí)用技能[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2016.01.