周美琴

摘要：社會(huì)發(fā)展水平顯著提升，人們對(duì)各項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用提出了嚴(yán)格要求，特別是在生產(chǎn)產(chǎn)品零部件過程中，在模具制造方面提出的要求更加苛刻，其與產(chǎn)品質(zhì)量密度的高低狀況具有直接關(guān)聯(lián)。在汽車模具制造中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，在彌補(bǔ)傳統(tǒng)技術(shù)不足的同時(shí)，能夠提升產(chǎn)品質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：汽車模具;制造生產(chǎn);數(shù)控加工;產(chǎn)品質(zhì)量

Abstract： The level of social development has been significantly improved， people put forward strict requirements for the application of various technologies， especially in the production of product parts process， in the mold manufacturing requirements are more stringent， and the product quality density has a direct correlation with the high and low status. The application of NUMERICAL control machining technology in automobile mold manufacturing can not only make up for the shortage of traditional technology， but also improve product quality.

Key words： automobile mold;manufacturing and production;CNC machining;the quality of the product

0? 引言

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。本文從應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)入手，展開闡述，針對(duì)在汽車模具制造中，如何正確應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行全面探討。

1? 應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

1.1 自動(dòng)化特征顯著

將數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)汽車模具制造技術(shù)進(jìn)行比較，其智能化和自動(dòng)化特征顯著，在汽車模具制造中對(duì)此項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，能夠有效降低加工制造技術(shù)人員工作強(qiáng)度。主要就是按照程序輸入進(jìn)行自動(dòng)化處理，操作技術(shù)人員在機(jī)床旁對(duì)其進(jìn)行觀察和監(jiān)控，做到實(shí)時(shí)掌握機(jī)床運(yùn)行狀況，做好刀具更換、零件拆裝、零件尺寸抽查等工作即可，對(duì)于解決各項(xiàng)信息問題和提升自動(dòng)化控制效率具有重要幫助。

1.2 零件質(zhì)量穩(wěn)定性顯著

數(shù)控加工技術(shù)對(duì)自身精度和重復(fù)精度的要求都比較高，零件的一致性得到認(rèn)證，有助于降低機(jī)床加工環(huán)節(jié)技術(shù)人員失誤問題產(chǎn)生的概率[1]。數(shù)控加工技術(shù)不僅在零件精度方面滿足了汽車模具制造要求，且實(shí)際生產(chǎn)出的產(chǎn)品質(zhì)量更加穩(wěn)定，在實(shí)際落實(shí)加工工作期間，能夠有序開展質(zhì)量管控工作。此外，需要格外注重工藝設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的合理性，這樣在按照規(guī)定程序進(jìn)行操作時(shí)，就能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定生產(chǎn)。

1.3 在技術(shù)研發(fā)和制造中具有優(yōu)勢(shì)

對(duì)于數(shù)控加工技術(shù)而言，其不需要過于復(fù)雜的工藝和設(shè)備，是可以直接按照程序編制的方法，對(duì)精度較高的零件進(jìn)行加工生產(chǎn)。即便前期設(shè)計(jì)出現(xiàn)更改問題，也可以應(yīng)用與之相對(duì)應(yīng)的方式進(jìn)行調(diào)整，并不需要額外開展工裝設(shè)計(jì)制造工作?；诖?，數(shù)控加工技術(shù)為技術(shù)研發(fā)和制造新產(chǎn)品，提供了充足的空間，也為個(gè)各續(xù)航空航天以及多種類型的機(jī)械化生產(chǎn)設(shè)備的使用，提供了重要依據(jù)，其是計(jì)算機(jī)輔助制造系統(tǒng)中不可缺少的一項(xiàng)技術(shù)。

2? 汽車模具制造中數(shù)控加工的應(yīng)用舉措

在汽車模具制造中，數(shù)控加工技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用，對(duì)于提升汽車模具制造效益，提升生產(chǎn)質(zhì)量具有重要幫助。比方說在實(shí)際對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用期間，具體包括應(yīng)用數(shù)控車削加工技術(shù)、數(shù)控加工電火花技術(shù)、數(shù)控銑削加工技術(shù)等[2]。這些不同功能作用的數(shù)控加工技術(shù)，都是以平面加工形式為主，來縮短汽車模具成型的具體加工時(shí)間，甚至也能對(duì)一些復(fù)雜程度高的汽車模具進(jìn)行穩(wěn)定加工。

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。

例如：對(duì)于虛擬數(shù)控車床仿真系統(tǒng)而言，其主要就是對(duì)OpenGL、VC++進(jìn)行應(yīng)用，將其作為仿真系統(tǒng)平臺(tái)，之后通過NC代碼使其直接驅(qū)動(dòng)[3]。這樣不僅能夠?qū)⒔ＤM數(shù)控作為基礎(chǔ)正產(chǎn)的過程，也能進(jìn)一步提升實(shí)際狀況下數(shù)控車床整體加工穩(wěn)定性和安全性。

2.2 數(shù)控加工電火花技術(shù)

通過對(duì)ATC進(jìn)行應(yīng)用，機(jī)床開機(jī)能夠回到機(jī)械原點(diǎn)，在將需要加工的電極安裝到電機(jī)庫中，將基準(zhǔn)電極插入主軸夾頭，在手動(dòng)控制模式的作用下，就能夠幫助基準(zhǔn)電極中心對(duì)工件零點(diǎn)進(jìn)行精準(zhǔn)定位，進(jìn)而就能更加準(zhǔn)確的記憶基準(zhǔn)電極中心的實(shí)際偏移量。在有應(yīng)用自動(dòng)編程軟件開展程序制造工作期間，可以先輸入實(shí)際應(yīng)用的電極號(hào);在確定加工深度、執(zhí)行檢索的各項(xiàng)加工條件之后，再保存已經(jīng)完成制作的程序;在調(diào)出執(zhí)行程序之后就可以落實(shí)加工工作。在數(shù)控電火花機(jī)床加工環(huán)節(jié)中，可以自動(dòng)測(cè)量加工電極中心偏移量，可以對(duì)其自動(dòng)定位狀況進(jìn)行檢驗(yàn)，從而為整體自動(dòng)加工過程能夠順利執(zhí)行提供保障。不可否認(rèn)，對(duì)于不具備ATC電機(jī)庫的數(shù)控電火花操作過程而言，其與上述提到的這一操作工程具有一定的相似性;但是如果涉及到中心偏移量測(cè)量工作時(shí)，就要手動(dòng)進(jìn)行操作。即便是這樣，此種方式也能打破傳統(tǒng)繁瑣加工模式的束縛。

2.3 數(shù)控銑削加工技術(shù)

在汽車模具制造和加工過程中，對(duì)數(shù)控銑削加工技術(shù)進(jìn)行正確應(yīng)用，能夠有效降低機(jī)動(dòng)加工時(shí)間和加工精度，從而達(dá)到提高表面質(zhì)量的目的。通過大量的生產(chǎn)實(shí)踐工作，不難發(fā)現(xiàn)通過對(duì)數(shù)控銑削加工技術(shù)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)CAD進(jìn)行應(yīng)用，能夠有效推動(dòng)汽車模具制造業(yè)的發(fā)展。

例如：五軸聯(lián)動(dòng)銑削加工為例積極性細(xì)致分析，在數(shù)控銑削加工技術(shù)的輔助下，能夠獲取優(yōu)質(zhì)的曲線型近似表面，同時(shí)也能為刀具切刀工件上的任意坐標(biāo)點(diǎn)提供保障[4]。將其與傳統(tǒng)形式下的三軸聯(lián)動(dòng)銑削加工進(jìn)行對(duì)比，五軸聯(lián)動(dòng)的主要優(yōu)勢(shì)，具體表現(xiàn)在可以不受時(shí)間限制的調(diào)整刀具軸向的具體方向，進(jìn)而能夠使刀具軸線和工件表面的夾角與實(shí)際切削的速度保持平衡。這就意味著可以通過有目的性的改變和確定刀具方位的方式，改變?cè)星邢鬟^程和幾何運(yùn)動(dòng)參數(shù)，這樣就能夠從刀具磨損、加工過程穩(wěn)定性等多個(gè)方面落實(shí)優(yōu)化工作。

在此過程中，需要格外注重銑削加工自身的數(shù)控編程方式具有一定的復(fù)雜性，無形中也對(duì)計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)的具體計(jì)算能力提出了嚴(yán)格要求。如果從機(jī)床主軸工作的過程角度進(jìn)行細(xì)致分析，高速切削機(jī)床的具體轉(zhuǎn)速范圍要控制在10000-100000m/min、主軸功率要≥15kW;高速主軸在一般狀況下，都是以應(yīng)用液體靜壓軸承式結(jié)構(gòu)為主，并且為其配合熱油氣潤滑或是噴射潤滑等多種技術(shù);而主軸冷卻是以應(yīng)用主軸內(nèi)部水冷或是氣冷為主?；诖?，為了能夠進(jìn)一步滿足汽車模具高速加工的各項(xiàng)需求，還要正確應(yīng)用機(jī)床驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)而為驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的進(jìn)給速度和加速度提供保障。對(duì)于高速數(shù)字控制回路而言，其不僅能夠?qū)?shù)的前饋進(jìn)行有效控制，也能充分發(fā)揮自身預(yù)處理功能和誤差補(bǔ)償功能。

3? 汽車模具制造中應(yīng)用數(shù)控加工的具體案例

以汽車覆蓋模具數(shù)控加工案例為主，對(duì)其具體的加工過程進(jìn)行分析，不僅能夠全面掌握汽車覆蓋件模具數(shù)控加工質(zhì)量的提升方式，也能正確對(duì)其進(jìn)行總結(jié)和優(yōu)化[5]。如在在拉延模進(jìn)行數(shù)控加工期間，需要著重考慮凸模、凹模、壓邊圈數(shù)控加工內(nèi)容，主要就是因?yàn)槠渌夹g(shù)在實(shí)際應(yīng)用期間，都可以直接在銑床上完成，或者數(shù)控加工技術(shù)人員也可以自己進(jìn)行編程來完成。

如在對(duì)凸模進(jìn)行數(shù)控加工期間，最重要的就是考慮機(jī)械加工性能的各項(xiàng)要求，如對(duì)凸模輪廓進(jìn)行加工，將加工參數(shù)主軸參數(shù)控制為400r/min、進(jìn)給量參數(shù)控制為100mm/min，之后還要落實(shí)清根加工工作，其最終目的體現(xiàn)在兩方面：一方面是為了避免在型面加工過程中，曲面交界余量出現(xiàn)突然增加的問題，否則將會(huì)讓刀具自身的受力狀況出現(xiàn)惡化，進(jìn)而就會(huì)使刀具出現(xiàn)受損害或是折斷的現(xiàn)象;另一方面可以將較大刀具無法去除的曲面交界處余量，用較小的刀具對(duì)其進(jìn)行處理，進(jìn)而滿足精度方面的要求。

在對(duì)現(xiàn)有的汽車覆蓋件模具數(shù)控加工過程進(jìn)行分析，能夠發(fā)現(xiàn)在實(shí)際加工期間，最重要的就是要對(duì)現(xiàn)有的模具圖進(jìn)行細(xì)致分析，在全面理解和掌握設(shè)計(jì)圖用意之后，充分應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，滿足數(shù)控加工方案中的各項(xiàng)合理要求。這樣不僅能夠提升汽車模具數(shù)控加工質(zhì)量，也能防止產(chǎn)生大規(guī)模返修問題，對(duì)于降低加工技術(shù)人員的工作難度具有重要意義。

4? 結(jié)束語

總之，隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的提升，我國汽車制造業(yè)的發(fā)展速度顯著提升，無形中人們對(duì)汽車產(chǎn)品的性能、外觀、質(zhì)量等因素都提出了嚴(yán)格要求，也為汽車更新?lián)Q代加快速度創(chuàng)造條件。為了能夠有效提升汽車模具制造質(zhì)量，就要對(duì)多種類型的數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行充分應(yīng)用，在明確其具體應(yīng)用優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，制定完善的應(yīng)用方案，在保證數(shù)控加工系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時(shí)，為后續(xù)提升高效生產(chǎn)提供技術(shù)保障。

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