探究汽車模具制造中數(shù)控加工的應(yīng)用

李恒

摘要：企業(yè)大批量生產(chǎn)過程中，需要開發(fā)模具。模具開發(fā)流程是根據(jù)產(chǎn)品數(shù)字模型，先在專用模塊中完成分模，然后補(bǔ)充其他輔助零件，最后對(duì)凸模、凹模等主要零件進(jìn)行自動(dòng)編程，完成加工。在現(xiàn)代化社會(huì)背景下，數(shù)控加工技術(shù)是先進(jìn)技術(shù)的重要組成因素，是汽車模具制造中最為重要的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。模具加工環(huán)節(jié)中的數(shù)控機(jī)床，已經(jīng)逐步成為核心加工設(shè)備的典型代表。隨著我國(guó)汽車市場(chǎng)環(huán)境不斷完善，汽車制造質(zhì)量備受關(guān)注，在國(guó)家財(cái)政政策和數(shù)控加工技術(shù)對(duì)汽車模具制造提供有效幫助的狀況下，再逐步使模具制造向智能化、集成化、自動(dòng)化方向發(fā)展，對(duì)于后續(xù)提升汽車模具生產(chǎn)效益具有重要幫助。

關(guān)鍵詞：汽車模具制造;數(shù)控加工;應(yīng)用

引言

隨著中國(guó)汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)加劇，顧客對(duì)汽車模具的品質(zhì)提出了更高的要求。通過對(duì)覆蓋件模具先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)的深入研究，建立適合數(shù)控加工要素的綜合數(shù)據(jù)庫(kù)，保持機(jī)床的切削力相對(duì)恒定，可防止刀具的破損影響模具加工表面質(zhì)量，并提高數(shù)控加工的效率，縮短模具的研配周期，提高覆蓋件模具品質(zhì)，同時(shí)也為數(shù)控加工無人值守和自動(dòng)化加工打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1數(shù)控加工技術(shù)特征

數(shù)控加工技術(shù)是依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等，結(jié)合各種傳感器、光和電等各種新型技術(shù)手段，對(duì)其進(jìn)行整合與運(yùn)用，使其能夠?qū)C(jī)械加工動(dòng)作以及加工精度進(jìn)行管控，實(shí)現(xiàn)機(jī)械加工的自動(dòng)化生產(chǎn)?，F(xiàn)階段，數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)現(xiàn)主要是依靠在計(jì)算機(jī)上編好的數(shù)控程序，將程序?qū)氲綌?shù)控加工設(shè)備中，就能夠讓設(shè)備按照設(shè)定的路線與方式進(jìn)行加工。所以，數(shù)控加工技術(shù)擁有明顯的加工速度快、自動(dòng)化程度高以及加工精度好等特征。具體來說，數(shù)據(jù)加工技術(shù)的特征主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：首先，在加工零部件外部形狀尺寸出現(xiàn)變化或者加工新產(chǎn)品時(shí)，數(shù)控加工設(shè)備僅僅只要通過調(diào)整數(shù)控設(shè)備中的相關(guān)系統(tǒng)參數(shù)就可以完成轉(zhuǎn)換，所以通過數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，能夠?yàn)楫a(chǎn)品優(yōu)化與改進(jìn)、新產(chǎn)品研發(fā)提供良好的支持。其次，單位時(shí)間內(nèi)加工產(chǎn)品數(shù)量多，提升加工速度。通過數(shù)控加工技術(shù)的運(yùn)用，能夠給在一次裝夾過程中進(jìn)行多個(gè)工序的加工，不僅能夠有效降低產(chǎn)品加工輔助時(shí)間，避免多次裝夾，同時(shí)也能夠更好的保障加工精度，確保加工的產(chǎn)品符合圖紙要求。再次，改善產(chǎn)品加工質(zhì)量。通過數(shù)控加工技術(shù)的運(yùn)用，能夠?qū)Σ灰?guī)則形狀、復(fù)雜曲面的零部件進(jìn)行加工，并且能夠很好的確保加工精度，這是傳統(tǒng)機(jī)械加工無法完成的。最后，模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化加工。數(shù)控加工技術(shù)的運(yùn)用，可以很好的實(shí)現(xiàn)模塊化與標(biāo)準(zhǔn)化加工，盡可能的降低加工過程中的換刀次數(shù)與裝夾時(shí)間，實(shí)現(xiàn)批量零部件的快速加工，能夠很好的適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)方式。

2汽車模具制造中數(shù)控加工的應(yīng)用舉措

2.1數(shù)控車削加工技術(shù)

在汽車模具制造中，對(duì)數(shù)控車削加工技術(shù)進(jìn)行正確應(yīng)用，技術(shù)人員可以利用虛擬加工的開放式加工過程，來對(duì)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而高效開展相應(yīng)的輔助工作。對(duì)于虛擬加工平臺(tái)而言，其是系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的一項(xiàng)基礎(chǔ)依據(jù)，主要就是對(duì)加工過程進(jìn)行仿真和對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行精準(zhǔn)評(píng)價(jià)，通過這樣的方式找到效果較好的切削參數(shù);之后對(duì)緊緊依據(jù)加工平臺(tái)所預(yù)測(cè)的各項(xiàng)條件，以應(yīng)用優(yōu)化算法的方式為主對(duì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化處理，甚至也能給數(shù)控程序進(jìn)行自動(dòng)編輯和修改。對(duì)于整體數(shù)控程序而言，切削參數(shù)中包含的主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度等數(shù)據(jù)，都是由相應(yīng)的數(shù)控指令所控制，并且背吃刀量也隱藏在數(shù)控程序中。在此種狀況下，就可以通過數(shù)控程序化的方式，對(duì)加工過程中的各項(xiàng)參數(shù)關(guān)系進(jìn)行優(yōu)化，在確定主軸的實(shí)際轉(zhuǎn)速之后就能對(duì)其他變量進(jìn)行優(yōu)化。此外，考慮到機(jī)床功率、轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量的具體允許范圍，甚至為了能夠?qū)ψ兞窟^程進(jìn)行優(yōu)化，在粗加工階段就要充分考慮切削功率、切削刀這兩項(xiàng)因素;在精加工階段則要充分考慮表面粗糙度這一因素。緊緊依據(jù)在程序中實(shí)際獲取的主軸轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度各項(xiàng)信息，進(jìn)一步獲取虛擬加工期間切削深度信息之后，在對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行充分應(yīng)用，進(jìn)而達(dá)到自動(dòng)修正模塊和優(yōu)化切削打參數(shù)數(shù)控程序的目的。此外，因?yàn)樵诳刂浦鬏S轉(zhuǎn)速等參數(shù)期間，就已經(jīng)開展了分割和離散處理，那么在修正程序過程中，也要加入新的程序段來制定和優(yōu)化相關(guān)參數(shù)信息。

2.2自動(dòng)控制數(shù)控加工進(jìn)給的技術(shù)

傳統(tǒng)的數(shù)控加工參數(shù)中，加工過程中的進(jìn)給在程序中是恒定值，不能根據(jù)切削加工負(fù)荷進(jìn)行進(jìn)給速度的控制調(diào)節(jié)，即在加工切削力大的情況下不能及時(shí)減速，而在加工切削力小的情況下進(jìn)給速度又不能自動(dòng)調(diào)整提高，需要靠操作者人為調(diào)節(jié)控制進(jìn)給速度。切削力變化較頻繁和余量大時(shí)不能增加刀軌，容易引起刀具的破損和加工過切，影響模具表面的加工質(zhì)量，使得制件產(chǎn)生不可接受的外觀缺陷，如圖3所示。只能設(shè)定一個(gè)保守的進(jìn)給速度，靠人為調(diào)節(jié)控制進(jìn)給速度，且不能刪除多余的跳動(dòng)，數(shù)控加工效率低下，增加修磨研配工作量，有些表面缺陷嚴(yán)重的必須要返工，并且不能滿足自動(dòng)化加工、無人值守需求。

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)下，汽車工業(yè)生產(chǎn)加工中，對(duì)零部件的加工要求逐漸增高，依靠以往的機(jī)械加工設(shè)備與加工方式無法滿足加工要求。數(shù)控加工技術(shù)在現(xiàn)代汽車零部件生產(chǎn)中占據(jù)了主導(dǎo)的地位，擔(dān)負(fù)著各個(gè)復(fù)雜、高精度零部件加工的重任。通過數(shù)控加工技術(shù)的運(yùn)用，促使了汽車兩大加工中心的結(jié)合，朝向一體式流水線自動(dòng)化生產(chǎn)方向發(fā)展，此外數(shù)控加工技術(shù)還具有控制效率高、精度好的優(yōu)勢(shì)，能夠有效提升加工中心的加工速度。通過“高柔性”、“高效率”的相互融合，一方面能夠很好的適應(yīng)汽車產(chǎn)品的更新?lián)Q代需求，另一方面也可以滿足多種尺寸、中小規(guī)模生產(chǎn)的需要?，F(xiàn)代基于數(shù)控加工技術(shù)的虛擬制造技術(shù)、柔性制造技術(shù)等不斷發(fā)展，在汽車工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用越來越深入。

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河南工學(xué)院材料科學(xué)與工程學(xué)院 河南 新鄉(xiāng) 453003