齊重數控借重大專項促高端汽車模具發展

齊重數控裝備股份有限公司工藝部主任 徐忠和

齊重數控借重大專項促高端汽車模具發展

齊重數控裝備股份有限公司工藝部主任 徐忠和

在汽車眾多零部件制造當中，絕大部分是靠模具成形技術來完成的。而這些模具的制造水平高低，又制約著高端汽車行業的提升與發展，是當前模具行業的一個難題。

目前，我國汽車模具制造企業已經形成了相當的數量與規模，但多處于低端重復建設中，甚至出現中、低端模具產能過剩的局面。對于汽車的高端發展，所需要的高端模具制造還遠遠未達到要求。對高端模具的開發設計與制造能力，還遠不能完全滿足我國汽車產業的需求，高端模具仍需大量進口。

為改變上述局面，解決高端模具依賴進口這一難題，需提高我國模具的制造水平。我國汽車行業的高速發展，急需研制及制造一些高端的模具，從根本上來講，制約模具制造技術的根源，就是加工模具的高端多軸聯動數控機床。為打開這一局面，需要大力提升多軸聯動數控機床在汽車模具的制造中的品質和保有量，使在模具制造的過程中，高端數控多軸聯動機床的國產占有率能大幅度提高，這些機床應具備高速、復合、智能、環保等功能。

汽車模具的發展方向

（1）重點發展計算機技術 模具制造技術發展的重點，在于突出計算機的應用，越來越多的人從生產現場轉移到計算機前。實體設計加上數控編程，取代了人工實型制作和機床操作。精細模面設計和精細數控編程大大減少了鉗修，高精度加工取消了模具的研合、修配。

（2）一體化加工 機加工車間現場，有三種數控加工線：第一種是由幾臺床身可互換的數控機床組成的加工線；第二種是帶立體倉庫的無人職守的柔性加工機群，這是90年代初的產物；第三種是近年才投入使用的粗精加工一體化、高速、高精度、五軸加工中心。

（3）模具的精細化制造是必然趨勢 所謂的模具精細化制造，對模具的開發過程和制造結果而言，具體地表現為沖壓工藝和模具結構設計的合理化、模具加工的高精度、模具產品的高可靠性和技術管理的嚴密性。

（4）數字化模具技術已成主流方向 數字化汽車模具技術主要包括以下方面：①可制造性設計（DFM），即在設計時考慮和分析可制造性，保證工藝的成功。②模具型面設計的輔助技術，發展智能化的型面設計技術。③CAE輔助分析和仿真沖壓成形的工藝過程，預測和解決可能出現的缺陷和成形問題。④用三維的模具結構設計取代傳統的二維設計。⑤模具的制造過程采用CAPP、CAM和CAT技術。⑥在數字化技術指導下處理解決試模過程中和沖壓生產中出現的問題。

（5）模具加工自動化迅猛發展 先進的汽車模具企業中配有自動換刀裝置(ATC)、自動加工的光電控制系統、工件在線測量系統等已不鮮見。數控加工已由單純的型面加工發展到型面和結構面的全面加工，由中低速加工發展到高速加工，加工自動化技術發展十分迅速。

汽車模具制造的難點

（1）制造質量要求高 模具制造不僅要求加工精度高，而且要求加工表面質量要好，一般來說，模具工作部分的制造公差都應控制在±0.01mm以內，有的要求甚至更高；模具加工后的表面不僅不允許有任何缺陷，且其工作面粗糙度值不得低于Ra=0.4μm。

（2）形狀復雜 模具的工作部分一般都是二維或三維的復雜曲面，而不是一般機械加工的簡單幾何體。

（3）材料硬度高 一般都是用淬火工具鋼等材料制成，若用傳統的機械加工方法，往往感到十分困難。

（4）單件生產 通常生產少量沖壓件，一般都需要3～5副模具，模具制造一般都是單件生產。每制造一副模具，都必須從設計開始，大約需要一個多月甚至十幾個月的時間才能完成，設計、制造周期都比較長。

五軸聯動數控復合加工中心加工高端模具的優勢

1.產品的技術性能

齊重數控裝備股份有限公司生產的五軸聯動數控復合加工中心系列產品，在高端模具加工中具有與國際同等水平相當的技術實力，其中HDVTM160×10/8L-MC是2010年國家重大專項項目。

樂視網所在的互聯網視頻行業在2010年在中國仍是新興行業，創立伊始的幾年來公司結合行業特征和公司自身的具體特點，著力打造“平臺+內容+終端+應用”的“樂視生態系統”，樂視網基于其可持續業務生態模式不斷調整上下游及周邊領域戰略，不斷完善“樂視生態”模式，大力提高品牌宣傳投入吸引用戶以提高用戶規模并同步推動公司各主營業務持續發展。

五軸聯動機床

該產品為工作臺移動立式銑車復合加工中心，既能完成大型立車具有的車削功能，又能完成大型五面體龍門銑具有的銑削功能，工件一次裝夾后可高效、高精度地連續完成車、銑、鉆、鏜、攻絲等多種工序的加工，選用數控系統西門子840D，可實現七軸控制五軸聯動功能。

本機床適用于大型螺旋傘齒輪、整體葉輪、核電發動機主軸及汽車高端大型模具等零件的高速、高效及高精度加工。

2.五軸聯動機床復合加工中心機床整體布局與技術參數

本機床采用工作臺移動、龍門架固定的結構形式，配有直驅萬能銑頭和車銑雙刀庫，萬能銑頭可與車削刀架自動互換，實現機床的銑車復合。主要由龍門架、工作臺床身、工作臺、橫梁、垂直刀架、直驅萬能銑頭、車削刀庫、機床保護、拖鏈、鐵屑輸送器、液壓系統及電氣系統等組成。

該機床共有七個坐標軸，均為全閉環控制。分別為刀架的水平進給X軸、滑枕的垂直進給Z軸、橫梁的垂直進給W軸、工作臺的縱向移動Y軸、工作臺的回轉進給C軸、銑頭的擺動軸B軸、銑頭的轉動軸C'軸。主要技術參數有：

（1）X、Y、Z軸定位精度≤0.006mm/1000 mm。

（2）X、Y、Z軸重復定位精度≤0.003mm。

（3）工作臺端徑跳精度均為0.003 mm。

（4）工作臺車削轉速范圍2.5～315r/min。

（5）工作臺銑削轉速范圍0.002～2r/min。

（6）銑削主軸最高轉速12000r/min。

3.機床主要部件結構特點

（1）工作臺、主傳動及C軸 機床的主傳動由兩套28kW交流主電動機驅動，分別經二級變速箱、傘齒輪、工作臺Ⅱ軸傳至工作臺主軸，使工作臺得到2.5～315r/min的轉速范圍。工作臺采用滾動導軌結構，徑向采用高精度雙列圓柱滾子軸承定心，軸向采用高精度推力軸承做滾動導軌。工作臺回轉進給選用18000線的海德漢圓光柵（RCN729）全閉環控制。

（2）工作臺床身 床身采用整體鑄造而成，床身上裝有3條SP級直線導軌，由導軌作為導向導軌。工作臺床身上裝有Y軸進給機構，由1FT6105交流伺服電動機，經減速器降速后驅動P3級滾珠絲杠旋轉，實現工作臺Y軸進給及快速移動。

（3）龍門架 左、右立柱與聯接梁聯結組成高剛度框架式結構，左、右立柱分別設有橫梁進給箱，進給箱內帶有失電制動器，對橫梁進給進行失電保護。立柱導軌為階梯導軌，采用恒壓閉式靜壓導軌。

（4）橫梁 橫梁采用整體鑄造結構而成，為保證橫梁前后方向的受力平衡，避免橫梁前傾，橫梁背部的設計為突出式，使橫梁的中心通過絲杠中心。橫梁到位后自動夾緊，采用碟簧夾緊，液壓放松。

（5）垂直刀架 垂直刀架由回轉滑座、滑枕兩部分組成，橫梁滑座、回轉滑座合為一體，滑枕的垂直移動為滾滑復合導軌，滑枕右為靠鐵，左為斜鐵。滑枕的平衡采用雙平衡油缸形式，平衡滑枕重量80%。為保證垂直定位精度絲杠采用P3級，進給采用全閉環控制。

（6）直驅萬能銑頭 直驅萬能銑頭整體外購，銑頭帶有B軸、C'軸。銑頭為附件頭形式，銑削采用電主軸驅動，B軸、C'軸采用伺服電動機控制。

（7）刀庫 本機床帶有車、銑刀庫，右為12工位車削落地刀庫，左為24工位鏈式刀庫。車削刀庫采用西門子電動機經減速機降速后對刀庫進行伺服分度，由位置開關進行到位檢測。刀庫裝有空刀位識別開關，對刀庫換刀點進行有、無刀檢測。

結語

由于我公司生產的五軸聯動系列產品具有高速、高效、高精的特點，在與山特和山高等高性能高速球形刀具配合使用時，可充分發揮出刀具的性能，再利用該機床五軸聯動的特性，能夠高效率地加工出復雜、高硬度、高精度的二維或三維幾何圖形，可以很好地完成一些高端復雜的汽車模具的加工。從而改善我國高端汽車模具一直依賴進口的現狀，順應了我國汽車模具制造行業從低端到高端發展的趨勢。

20130412）