楊春帶

摘要：伴隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)性發(fā)展，機(jī)械模具市場(chǎng)需求不斷提高，這也間接推動(dòng)者機(jī)械模具加工技術(shù)的持續(xù)性發(fā)展。機(jī)械模具加工精度的準(zhǔn)確控制不僅可以有效提高機(jī)械模具的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)還能夠顯著的提升市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)此，為了更好的推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，本文簡(jiǎn)要分析機(jī)械模具加工精度控制技術(shù)，希望可以為相關(guān)工作者提供理論性幫助。

關(guān)鍵詞：機(jī)械模具；加工精度；控制技術(shù)

引言

機(jī)械模具加工的精度控制簡(jiǎn)單而言就是在機(jī)械模具加工期間，借助對(duì)機(jī)械模具加工工藝的優(yōu)化選擇、刀具的優(yōu)化選擇以及加工形狀的準(zhǔn)確控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)模具加工效益的提升，提升加工的精確度與準(zhǔn)確度。一般狀況下，比較常見的機(jī)械模具加工精度控制是以工藝控制、刀具控制、程序控制等為主，借助這一些控制措施能夠?qū)崿F(xiàn)一定程度的加工精度優(yōu)化，對(duì)此，探討機(jī)械模具加工精度控制技術(shù)顯得非常重要。

1.機(jī)械模具數(shù)控加工基礎(chǔ)要求

首先，需要明確產(chǎn)品的基礎(chǔ)特征。對(duì)于模具制造過程而言，不同模具在結(jié)構(gòu)方面都有特殊的特征，在生產(chǎn)過程中并不村咋任何重復(fù)開模的問題，這對(duì)于機(jī)床控制以及數(shù)控編程等工作提出了比較苛刻的要求。假設(shè)模具的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，此時(shí)便需要借助其他的機(jī)械軟件進(jìn)行輔助性的設(shè)計(jì)，從而保障機(jī)械模具的加工精度[1]。其次，模具開發(fā)期間存在許多的不確定性因素，此時(shí)在設(shè)計(jì)時(shí)為了更好的保障產(chǎn)品的開發(fā)效益，需要做好產(chǎn)品的形式保障。在模具的開發(fā)時(shí)間以及數(shù)量方面需要做好不確定性與隨機(jī)性的優(yōu)化，模具的設(shè)計(jì)人員本身具備較強(qiáng)的適應(yīng)性能力，此時(shí)為了更好的滿足模具開發(fā)期間的不確定性與隨機(jī)性，需要設(shè)計(jì)人員具備豐富的工作經(jīng)驗(yàn)，能夠根據(jù)實(shí)際情況隨機(jī)應(yīng)變。再次，誤差方面的控制非常重要，對(duì)于機(jī)械模具的數(shù)控加工工作而言，精確度屬于一個(gè)非常重要的基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，要求加工人員在模具加工期間嚴(yán)格控制誤差的發(fā)生，其中涉及到設(shè)計(jì)與加工雙方面。最后，在機(jī)械加工方面的規(guī)范化特征。普遍而言，模具內(nèi)部的結(jié)構(gòu)一般都比較復(fù)雜，所以在機(jī)械加工的過程中很容易發(fā)生加工不到位的現(xiàn)象，此時(shí)便需要借助其他的機(jī)械方式手段進(jìn)行再加工。此時(shí)加工的規(guī)范化便會(huì)直接決定加工的質(zhì)量精度。

2.機(jī)械模具加工精度控制技術(shù)

2.1幾何誤差方面的精度控制方法

加工工藝系統(tǒng)一般是根據(jù)相應(yīng)的程序?qū)δ＞哌M(jìn)行加工，但是在加工過程中，往往會(huì)因?yàn)闄C(jī)床主軸、刀具的精度而影響加工模具的精度。首先，機(jī)床的主軸在加工過程中主要是起到一個(gè)傳遞的作用，主軸的旋轉(zhuǎn)狀況決定著加工與工件的相對(duì)位置，其會(huì)影響工件加工表面的整體平整程度，主軸在加工過程中很容易發(fā)生回轉(zhuǎn)誤差，也就是主軸在不同時(shí)間的回轉(zhuǎn)軸線中偏離標(biāo)準(zhǔn)中心軸線，同時(shí)偏離形成的誤差會(huì)直接體現(xiàn)在模具上，主軸產(chǎn)生的回轉(zhuǎn)誤差主要原因有主軸磨損、軸承匹配程度不高、主軸同軸度不高等。為了有效的預(yù)防主軸的回轉(zhuǎn)誤差，需要按照嚴(yán)格的要求完成主軸的裝配，并定時(shí)做好主軸的潤(rùn)滑保養(yǎng)工作，減少主軸回轉(zhuǎn)誤差對(duì)于模具精度的影響[2]；其次，在刀具精度方面。刀具的精度會(huì)直接決定模具的加工精度，特別是在一些較為特殊的加工方式當(dāng)中，刀具精度對(duì)工件的加工精度會(huì)呈現(xiàn)決定性的作用。刀具在切削的時(shí)候，切削刃、刀面和工件、切削形成的摩擦力，都會(huì)促使刀具發(fā)生磨損，在刀具磨損到一定程度之后，工件的表面粗糙程度就會(huì)越大，同時(shí)切削的顏色以及形狀便會(huì)發(fā)生改變，并形成振動(dòng)。刀具磨損會(huì)直接決定切削的生產(chǎn)效率以及加工質(zhì)量、成本。為了有效的提升刀具的安裝精度以及成型精度，除了在安裝刀具時(shí)需要應(yīng)用對(duì)刀樣板或?qū)Φ讹@微鏡，同時(shí)還可以采用新型耐磨的刀具材料，正確采用冷卻潤(rùn)滑劑，從而減少刀具在加工過程中的磨損程度，延長(zhǎng)刀具使用壽命。

2.2受熱與受力方面的精度控制方法

機(jī)械的模具質(zhì)量將會(huì)直接決定機(jī)械加工的質(zhì)量以及機(jī)械的使用壽命。一些汽車模具本身就存在材料的質(zhì)量問題。例如，在材料加工過程中因?yàn)槭艿捷^大的力量影響或溫度影響出現(xiàn)變形、扭曲以及斷裂問題[3]。受熱與受力主要是呈現(xiàn)在刀具摩擦的過程中。機(jī)械加工中刀具對(duì)工件進(jìn)行剪切的時(shí)候，切削和刀具摩擦?xí)纬纱罅康臒崃浚毒咴诟邿崃康沫h(huán)境之下會(huì)發(fā)生熱變形，同時(shí)不同材料的刀具在變形現(xiàn)象方面也有所不同，但是相同的是這一種變化都是由快至慢并最終趨向于穩(wěn)定。因?yàn)榈毒叩臒嶙冃维F(xiàn)象，工件在被切削的尺寸方面普遍會(huì)提升，從而導(dǎo)致工件的精度不足。在加工工藝中，需要采用合適的刀具，注重切削程度，并采用冷卻控制熱變形的發(fā)生，從而提高汽車模具的加工精度。在加工過程中，工件會(huì)因?yàn)榍邢餍纬傻臒崃恳蛩赜绊憣?dǎo)致熱變形的發(fā)生，同時(shí)工件的熱變形會(huì)對(duì)加工的精度形成直接影響。例如，在刨床上加工長(zhǎng)方體的錘頭表面時(shí)，加工表面會(huì)因?yàn)榕俚兜臄D壓而快速提高切削的溫度，并且在工件下表面溫度降低時(shí)，工件在受熱不均勻的情況下會(huì)發(fā)生熱變形，發(fā)生中部彎曲、上表面凸出的情況，導(dǎo)致切削量過多，而影響工件的整體精度。減少工件熱變形的措施有兩個(gè)方面，一方面是保障冷卻潤(rùn)滑劑的合理使用，預(yù)防加工過程中溫度的過多提升。另一方面是對(duì)工件非加工的其他表面進(jìn)行預(yù)冷，從而減少溫度差異導(dǎo)致的熱變形狀況。另外，為了保障模具的整體精度，還需要在材料方面實(shí)行相應(yīng)的保護(hù)。正確的選擇和實(shí)施的檢測(cè)原材料是降低機(jī)械加工工藝影響因素的直接措施，同時(shí)也是提升產(chǎn)品質(zhì)量以及降低生產(chǎn)成本的有效途徑。在原材料選擇方面，必須選擇能夠滿足機(jī)械運(yùn)行需求的材料，同時(shí)需要將這一項(xiàng)工作當(dāng)做是核心管理工作。在材料的選擇方面，最核心的便是按照機(jī)械加工工藝產(chǎn)品的使用需求以及性能指標(biāo)等進(jìn)行選擇，不僅需要保障原材料的材質(zhì)以及價(jià)格，同時(shí)還需要優(yōu)先考慮綜合性性價(jià)比，也就是在材質(zhì)滿足基本要求的情況下選擇價(jià)格最優(yōu)的材料，并考慮材質(zhì)與性能等因素。想要有效的提升機(jī)械加工工藝的質(zhì)量，就必須嚴(yán)格掌控原材料的選擇關(guān)，將客戶的使用體驗(yàn)作為首要目標(biāo)，不能將目光放在經(jīng)濟(jì)效益方面，尤其是杜絕想要獲取經(jīng)濟(jì)效益而以壓低價(jià)格的行為。

2.3加工操作方面的精度控制方法

首先，裝夾與調(diào)整。在機(jī)械加工的過程中，伴隨著工序的進(jìn)行對(duì)工件往往需要進(jìn)行多次裝夾或調(diào)整，但是在裝夾與調(diào)整的過程中，因?yàn)槭止げ僮鞯木葻o法準(zhǔn)確控制，很難確保工件與刀具的相對(duì)理想位置狀態(tài)，裝夾調(diào)整中細(xì)小的偏差便會(huì)導(dǎo)致工件的加工量發(fā)生變化，從而導(dǎo)致模具的誤差擴(kuò)大，降低精度。對(duì)此，在機(jī)械加工過程中，需要規(guī)范性操作，減少再裝夾與調(diào)整的頻率及誤差，對(duì)于大批量的模具加工工藝，可以采用固定夾具或適當(dāng)?shù)妮o助工具對(duì)其進(jìn)行裝夾與調(diào)整，從而減少裝夾調(diào)整所呈現(xiàn)的誤差。其次，測(cè)量誤差。測(cè)量是工件加工過程中最為基礎(chǔ)的步驟，其可以確保工件在加工尺寸方面的合理性，同時(shí)給予相應(yīng)的調(diào)整。測(cè)量的準(zhǔn)確性將會(huì)直接決定加工模具的整體精度，如果在測(cè)量過程中采用的測(cè)量方式不合理或無法正確使用測(cè)量工具，便會(huì)導(dǎo)致模具發(fā)生較大的誤差。為了減少這一誤差，必須規(guī)范性操作測(cè)量行為，確保量具的使用效果。

2.4優(yōu)化加工期間自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用

因?yàn)槿藶椴僮鬟^多會(huì)導(dǎo)致誤差問題的提高，所以在加工過程中需要不斷的提高自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化程度在加工的效率以及加工質(zhì)量等方面向著網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化、開發(fā)化方向發(fā)展，不僅可以顯著提升機(jī)械加工制造本身的加工效率，同時(shí)還可以更好的適應(yīng)并控制加工的過程，自動(dòng)形成加工工藝的具體參數(shù)，實(shí)現(xiàn)前饋控制以及電機(jī)參數(shù)的調(diào)整，自動(dòng)識(shí)別相應(yīng)模型，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)化的變成以及簡(jiǎn)化的操作等，應(yīng)用自動(dòng)化的自動(dòng)變成以及自動(dòng)化的人機(jī)界面。機(jī)械工程當(dāng)中的大多數(shù)系統(tǒng)都需要保持較高的穩(wěn)定性，同時(shí)具備較高的緊急應(yīng)對(duì)能力以及恢復(fù)能力，對(duì)于系統(tǒng)的頻率必須采取動(dòng)態(tài)化的控制模式，從而保障系統(tǒng)的安全性。變頻系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用可變成的控制器和控制系統(tǒng)相結(jié)合的方式可以有效的改造以往的控制回路，并應(yīng)用可編程控制器的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)控制系統(tǒng)的控制，從而確保系統(tǒng)本身的工作正常性。PLC控制系統(tǒng)屬于機(jī)械加工中的一種有效控制系統(tǒng)，是否可以正常運(yùn)行會(huì)直接決定整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性與可靠性。PLC的數(shù)據(jù)輸入與輸出、正常啟動(dòng)、高速運(yùn)轉(zhuǎn)、中速運(yùn)轉(zhuǎn)、低速和輸入端口的連接是分離的，其能夠直接性的控制系統(tǒng)的啟動(dòng)以及初始化等操作功能，同時(shí)還能夠有效的控制系統(tǒng)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的高速、中速以及低速之間無法有效組合的問題，進(jìn)而促使控制系統(tǒng)在工作過程中可以更好的實(shí)現(xiàn)多段化的速度控制效果，從而保障加工的整體精度效益。

3.結(jié)語

綜上所述，為了更好的實(shí)現(xiàn)模具加工精度的控制效益持續(xù)提升，需要持續(xù)性的提升機(jī)械模具加工期間操作人員的專業(yè)技術(shù)水平，同時(shí)做好工具、工藝以及程序水平的優(yōu)化，持續(xù)性完善加工企業(yè)內(nèi)部的管理相關(guān)體系，并不斷的強(qiáng)化加工技術(shù)的質(zhì)量水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械模具加工精度的調(diào)整與優(yōu)化，促使現(xiàn)代化機(jī)械生產(chǎn)技術(shù)得到持續(xù)提升，推動(dòng)機(jī)械生產(chǎn)行業(yè)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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（作者單位：鹿寨維安汽車配件有限責(zé)任公司）