黃曉泳

摘 要：提高模具的表面質(zhì)量是模具制造的重要目標(biāo)，數(shù)控技術(shù)是一種利用數(shù)字化信息來(lái)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)和加工過(guò)程的技術(shù)，它具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高靈活性的特點(diǎn)，能夠滿足模具加工的多樣化和復(fù)雜化的需求。文章主要研究了數(shù)控技術(shù)在模具表面質(zhì)量控制與改進(jìn)方面的原理和方法，并通過(guò)一個(gè)汽車(chē)零件模具的實(shí)例進(jìn)行了驗(yàn)證和分析。

關(guān)鍵詞： 數(shù)控技術(shù)；模具表面；質(zhì)量改進(jìn)

1 引言

模具在現(xiàn)代工業(yè)中有著不可替代的作用，它的質(zhì)量水平直接關(guān)系到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對(duì)模具表面進(jìn)行有效的控制和改進(jìn)是提高模具質(zhì)量的關(guān)鍵，研究主要探討了數(shù)控技術(shù)在模具表面質(zhì)量控制與改進(jìn)方面的應(yīng)用原理和實(shí)施方法，以供參考。

2 數(shù)控技術(shù)的模具表面質(zhì)量控制與改進(jìn)原理

模具表面質(zhì)量是影響模具使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，因此，對(duì)模具表面進(jìn)行有效的控制和改進(jìn)是數(shù)控技術(shù)的重要目標(biāo)。數(shù)控技術(shù)是一種利用數(shù)字化信息來(lái)控制機(jī)床運(yùn)動(dòng)和加工過(guò)程的技術(shù)，它具有高精度、高效率、高自動(dòng)化和高靈活性的特點(diǎn)，能夠滿足模具加工的多樣化和復(fù)雜化的需求。數(shù)控編程是數(shù)控加工的基礎(chǔ)，它決定了數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)軌跡和加工參數(shù)，從而影響模具表面的形狀和粗糙度。為了提高模具表面質(zhì)量，數(shù)控編程應(yīng)該根據(jù)模具的結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝和質(zhì)量要求，合理選擇加工路線、刀具、切削量、進(jìn)給速度和切削液等，避免出現(xiàn)過(guò)切、欠切、振動(dòng)和熱變形等問(wèn)題。而數(shù)控機(jī)床則是數(shù)控加工的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，它的性能和精度直接影響模具表面的加工質(zhì)量[1]。為了提高模具表面質(zhì)量，數(shù)控機(jī)床應(yīng)該具有高速、高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的特點(diǎn)，同時(shí)，應(yīng)該定期對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行檢測(cè)、校準(zhǔn)和維護(hù)，保證其工作狀態(tài)良好，消除誤差和偏差。

3 模具表面質(zhì)量利用數(shù)控技術(shù)進(jìn)行控制與改進(jìn)的方法

模具表面質(zhì)量是影響模具使用壽命和加工質(zhì)量的重要因素，因此需要采用有效的方法來(lái)控制和改進(jìn)模具表面質(zhì)量。例如，數(shù)控磨削技術(shù)是一種利用數(shù)控機(jī)床和磨削工具對(duì)模具表面進(jìn)行精密加工的方法，可以有效地提高模具表面的光潔度和幾何精度，減少表面缺陷和應(yīng)力集中，延長(zhǎng)模具的使用壽命。數(shù)控磨削技術(shù)可以根據(jù)模具的形狀和尺寸，自動(dòng)選擇合適的磨削參數(shù)和路徑，實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定和靈活的磨削加工。數(shù)控磨削技術(shù)主要包括數(shù)控平面磨削、數(shù)控圓柱磨削、數(shù)控曲面磨削等，適用于各種類(lèi)型的模具表面加工。同時(shí)，數(shù)控電解加工技術(shù)也是常用方法之一。其主要利用電解液作為介質(zhì)，通過(guò)數(shù)控機(jī)床控制電極和模具之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，利用電解反應(yīng)對(duì)模具表面進(jìn)行加工，可以有效地改善模具表面的硬度、耐磨性和抗腐蝕性，增加模具的使用壽命。數(shù)控電解加工技術(shù)可以根據(jù)模具的材料和表面要求，自動(dòng)選擇合適的電解液和電解參數(shù)，實(shí)現(xiàn)高精度、高效率和低損耗的電解加工。數(shù)控電解加工技術(shù)主要包括數(shù)控電解磨削、數(shù)控電解拋光、數(shù)控電解復(fù)合加工等，適用于各種類(lèi)型的模具表面加工。另外，還有數(shù)控激光加工技術(shù)方案，其需要利用數(shù)控機(jī)床控制激光束對(duì)模具表面進(jìn)行加工，可以有效地改變模具表面的微觀結(jié)構(gòu)和性能，提高模具表面的強(qiáng)度、韌性和耐磨性，增加模具的使用壽命。數(shù)控激光加工技術(shù)可以根據(jù)模具的形狀和尺寸，自動(dòng)選擇合適的激光參數(shù)和路徑，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量、高效率和低成本的激光加工[2]。數(shù)控激光加工技術(shù)主要包括數(shù)控激光熔覆、數(shù)控激光淬火、數(shù)控激光合金化等，適用于各種類(lèi)型的模具表面加工?？梢哉J(rèn)為，數(shù)控技術(shù)是一種先進(jìn)的模具表面質(zhì)量控制與改進(jìn)的方法，可以根據(jù)模具的不同要求，選擇合適的數(shù)控加工方式，實(shí)現(xiàn)模具表面質(zhì)量的提高和優(yōu)化，從而提高模具的使用效果和經(jīng)濟(jì)效益。

4 實(shí)例分析

為了驗(yàn)證數(shù)控技術(shù)在模具表面質(zhì)量控制與改進(jìn)方面的應(yīng)用效果，本文選擇了一個(gè)汽車(chē)零件模具作為實(shí)例進(jìn)行分析。該模具主要由上模、下模和滑塊組成，用于生產(chǎn)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)罩。其對(duì)于表面質(zhì)量的要求較高，因?yàn)樗苯佑绊懙狡?chē)的外觀和性能。在控制改進(jìn)過(guò)程中，首先研究根據(jù)模具的設(shè)計(jì)圖紙，采用數(shù)控銑削加工制造技術(shù)，對(duì)模具的各個(gè)部件進(jìn)行粗加工和精加工，保證模具的尺寸精度和形狀精度。在加工過(guò)程中，選擇合適的刀具、切削參數(shù)和走刀路徑，避免刀具的磨損和振動(dòng)，減少加工誤差和表面粗糙度。同時(shí)，利用數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)換刀功能，提高加工效率和靈活性。粗加工時(shí)，選擇直徑為16mm的硬質(zhì)合金端銑刀，切削速度為200m/min，進(jìn)給速度為0.1mm/r，切深為5mm，切寬為8mm，走刀路徑為等高線走刀，以快速去除多余的毛坯材料。精加工時(shí)，選擇直徑為8mm的硬質(zhì)合金端銑刀，切削速度為300m/min，進(jìn)給速度為0.05mm/r，切深為1mm，切寬為2mm，走刀路徑為螺旋線走刀，以提高加工精度和表面光潔度。

對(duì)于模具的曲面部分，則采用數(shù)控電火花加工技術(shù)，對(duì)模具進(jìn)行精細(xì)化的表面處理，提高模具的表面光潔度和耐磨性。在電火花加工過(guò)程中，需要選擇合適的電極材料、放電參數(shù)和加工方式，控制電火花的能量和頻率，避免過(guò)燒和裂紋的產(chǎn)生，保證模具的表面質(zhì)量和壽命。還需要利用數(shù)控電火花機(jī)床的自動(dòng)調(diào)整功能，實(shí)現(xiàn)電極的自動(dòng)補(bǔ)償和修整，提高加工精度和穩(wěn)定性。本次加工電極材料選擇石墨，因?yàn)槭哂辛己玫膶?dǎo)電性、耐熱性和抗氧化性，能夠減少電極的磨損和變形，提高電火花加工的效率和質(zhì)量。放電參數(shù)選擇脈沖電壓為100V，脈沖電流為10A，脈沖頻率為10kHz，脈沖占空比為50%，以保證電火花的穩(wěn)定和均勻，避免產(chǎn)生大的放電間隙和放電能量，導(dǎo)致模具表面過(guò)燒和裂紋。加工方式選擇電火花鏡面加工，即在電極和模具表面之間保持極小的放電間隙（約0.01mm），以實(shí)現(xiàn)高精度和高光潔度的表面加工，使模具表面的粗糙度達(dá)到Ra0.2μm以下。

模具的裝配和調(diào)試則采用數(shù)控檢測(cè)技術(shù)，對(duì)模具的各個(gè)部件進(jìn)行全面的檢測(cè)和評(píng)價(jià)，確保模具的配合精度和運(yùn)動(dòng)精度。檢測(cè)儀器選擇三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，因?yàn)槿鴺?biāo)測(cè)量機(jī)具有高精度、高效率和高靈活性的特點(diǎn)，能夠?qū)δ＞叩母鱾€(gè)部件進(jìn)行全方位的檢測(cè)和評(píng)價(jià)，提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)和圖形信息。檢測(cè)方法選擇觸發(fā)式測(cè)頭，因?yàn)橛|發(fā)式測(cè)頭具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、測(cè)量速度快、測(cè)量范圍廣的優(yōu)點(diǎn)，能夠?qū)δ＞叩母鞣N形狀和位置進(jìn)行有效的測(cè)量，適用于模具的尺寸、形狀和位置的檢測(cè)。檢測(cè)程序選擇自動(dòng)編程，因?yàn)樽詣?dòng)編程能夠根據(jù)模具的三維模型和檢測(cè)要求，自動(dòng)生成檢測(cè)程序和檢測(cè)路徑，減少人為的干預(yù)和誤差，提高檢測(cè)的效率和準(zhǔn)確性。

通過(guò)上述的數(shù)控加工過(guò)程，可以看出，數(shù)控技術(shù)在模具表面質(zhì)量控制與改進(jìn)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，能夠有效地提高模具的加工質(zhì)量和效率，滿足汽車(chē)零件模具的生產(chǎn)要求，為汽車(chē)制造業(yè)提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

5結(jié)語(yǔ)

研究結(jié)果表明，數(shù)控技術(shù)能夠有效地提高模具表面的光潔度和幾何精度，減少表面缺陷和應(yīng)力集中，延長(zhǎng)模具的使用壽命。數(shù)控技術(shù)在模具表面質(zhì)量控制與改進(jìn)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)，為模具制造業(yè)提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

參考文獻(xiàn)

[1]韋林，田仕興.基于某零件的工藝改進(jìn)技術(shù)研究[J].機(jī)電元件，2021，41（03）：39-41+44.

[2]別玉娟，劉曉潔，蔣顏.機(jī)械模具加工精度影響因素及改進(jìn)策略探究[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2021，（07）：115-116.