模具數控加工質量的主要影響分析

文/孫凱 李帥

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模具數控加工質量的主要影響分析

文/孫凱1李帥2

1.沈陽上發汽車零部件有限公司；2.沈陽市興業機械廠

本文就結合模具數控加工的實際操作情況，具體分析加工過程中對質量產生影響的因素有哪些，并以此為依據進一步提升數控加工工藝的質量精度，促進相關制造業的進步和發展。

模具制造；數控加工

數控技術是一門先進的加工技術，它在復雜、高精度零件加工方面有著獨特的優勢，因而被廣泛應用到電子工業、航空航天、高端設備制造等領域。數控加工對產品質量有著很高的要求，而機床、刀柄、刀具等機械設備以及數控編程、機床操作者等主觀因素都可能會影響到數控加工的質量。也就是說，加工過程中的每一點誤差都會影響加工零件的精密程度。

1 模具的數控加工特點

（1）模具的制造是單件生產。每一副模具都是一個新的項目，有著不同的結構特點，每一個模具的開發都是一項創造性的工作。

（2）模具的開發并非最終產品，而是為新產品的開發服務，一般企業新產品的開發在數量上、時間上并不固定，從而造成模具生產的隨機性強、計劃性差，包括客戶變動大、產品變化多，因此對模具制造企業的人員有更高的要求，要求模具企業的員工必須能快速反應，也就是要有足夠的基礎知識和實踐經驗。

（3）模具制造要快速。新產品的開發周期越來越短，而模具又是新產品開發費時最多的項目之一，模具開發的周期隨之縮短，因此模具從報價到設計制造過程都要有很快捷的反應。特別是模具制造過程必須要快，才能達到客戶的要求。因此就要求模具的加工工序應高度集成，并優化工藝過程，在最短的加工工藝流程中完成模具的盡量多的加工。

（4）模具結構不確定。模具需要按制件的形狀和結構要素進行設計，同時由于模具所形成的產品往往是新產品，所以在模具開發過程中需要有更改，或者在試模后，對產品的形狀或結構作調整，而這些更改需要進行重新加工。

（5）模具加工的制造精度要求高。為了保證成形產品的精度，模具加工的誤差必須時行有效控制，否則模具上的誤差將在產品上放大。模具的表面粗糙度要求高，注塑模具或者壓鑄模具，為了達到零件表面的光潔，以及為了使熔體在模具內流動順暢，必須有較低的表面粗糙度值。

2 模具數控加工質量的影響因素

2.1零件裝夾對加工質量的影響

裝夾的主要作用是固定需要進行數控加工的模具，以完成數控機床對模具的加工制作。裝夾對模具數控加工質量的影響主要有三個方面，首先是位置的固定，精確的位置要求是完成模具制作的首要條件，任何細微的偏差都有可能引起模具質量問題。其次是固定的牢固與否，裝夾的作用本身就是起到固定的作用，但并不意味著裝夾能夠保證模具沒有絲毫移動，而恰恰有正式這哪怕一絲的移動都會引起模具加工的質量問題。最后是裝夾的松緊度給模具造成的損害，在模具剛度不足而裝夾過緊的情況下，裝夾有可能對模具造成一定的直接損害，由此引起模具加工質量問題。

2.2刀具的選擇使用對質量的影響

刀具也是影響模具加工質量的主要因素之一，因為刀具直接參與到模具的制作當中，如果刀具的選取不當或者使用不當，都將會無可避免的引起模具加工的質量問題。首先是刀具的材料上，當前使用最為廣泛的是硬質合金刀具，相比較過去的高速鋼刀具而言具有更強硬度，從而可以大大提高切削速度和精準度。其次是在刀具大小的選取上，在模具精加工中所使用的刀具如果大小不合適就無法制作出質量精良的模具產品。最后是在走刀方式上，傳統的走刀方式都是沿斜線走刀，一方面對刀具損傷較大，另一方面加工質量也不高，這種方式尚需改進。

2.3加工工藝對加工質量的影響

傳統加工工藝與計算機數控技術的結合形成了當前的數控加工工藝，因此數控加工質量由傳統工藝和計算機數控技術共同決定，任何一方面的瑕疵或不足都會對模具的數控加工質量產生影響。數控加工工藝工序是一個復雜的過程，其中包括圖紙分析、工藝處理、數值計算和編程共四個環節，每個環節環環相扣不可分割，任何一個環節出現差錯都會影響到整個的加工質量，因此在對加工工藝的處理上必須進行不斷的驗證和修正，確保各個環節都精確無誤，以提升模具加工質量。

3 提高模具數控加工質量的改進措施

3.1改進優化零部件裝夾方案

因為裝夾在固定模具時的力度大小會對模具產生影響，對剛度較小的模具來說如果裝夾力度較大則容易引起變形等質量問題，因此首先我們應當從裝夾入手，調整和優化裝夾方案，選取適當的支撐力配合裝夾的使用。支撐力與裝夾的作用力相對應，支撐力主要作用于模具剛度薄弱的部位，從而提升模具表面強度，而裝夾力則作用于剛度較大的部位，這樣支撐力就能配合裝夾的使用，科學合理分配兩種力對模具的作用，從而達到在固定模具的同時保護模具免受傷害，進而提高制成品質量。

3.2合理選擇刀具及走刀方式

當前使用最為廣泛的是硬質合金刀具，這種道具切削速度更快，精度更高，已經基本替代了高速鋼刀具從而覆蓋了大部分模具加工領域，可以說硬質合金刀具的廣泛使用對模具數控加工質量的提升是一個不小的幫助。此外在進行模具加工時，還應當更具模具的大小以及構造部位的特征來選取與之相適應的刀具進行加工，避免刀具過大而無法進行精確加工。最后在走刀方式上應當選取一次性粗加工和階梯式粗加工兩種方法相結合的方式，這兩種新型的走刀方式相比傳統走當方式具有更加高效的優勢，且避免了傳統沿斜線的走刀的弊端，進一步提升了模具加工質量。

3.3選擇并驗證合理加工工藝

加工工藝是影響產品質量的基礎因素，因此優化加工工藝的選擇自然也就成了提高數控加工質量的重要手段之一，而要提高數控加工工藝就必須對數控加工模具的變形規律進行分析。

總之，模具具有結構復雜、型面復雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點。應用數控加工模具可以大副度提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。同時，模具的數控加工具有一定的典型性，比普通產品的數控加工有更高的要求。

[1]邱言龍.模具鉗工實用技術手冊[M].北京:中國電力出版社,2015.01.

[2]劉洪璞.模具鉗工實用技能[M].北京:機械工業出版社,2016.01.