模具加工中的超差問題分析

楊江濤，李 巍，龍久坤

（中航西安飛機(jī)工業(yè)集團(tuán)股份有限公司，陜西西安 710089）

1 引言

數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于模具制造中，尤其是在高精尖的航空航天領(lǐng)域。航空航天類模具一般采用5 軸加工，且具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精密、種類多、單件生產(chǎn)、使用壽命長、工期長、材料價(jià)格昂貴等特點(diǎn)，所以此類模具加工起來較復(fù)雜，精度難控制，易出現(xiàn)尺寸超差。

航空航天類的模具雖然不是終端產(chǎn)品，但很多復(fù)雜的零件需依托其成型，其加工精度會影響零件的質(zhì)量，交付情況也會影響航空航天產(chǎn)品的生產(chǎn)成本與制造周期[1]。

2 模具超差原因分析

模具加工超差問題嚴(yán)重影響模具交付，是拒收模具的最主要原因之一。模具加工最常見的質(zhì)量缺陷問題是工件尺寸超差，進(jìn)而影響模具生產(chǎn)的交付。因此，及時(shí)分析尺寸超差原因就顯得尤為重要，并據(jù)此提出相應(yīng)改進(jìn)措施，才能避免以后類似問題的出現(xiàn)，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率，保證加工質(zhì)量。

圖1為模具超差原因的魚刺圖，從影響產(chǎn)品質(zhì)量方面分析，模具超差原因包括人、機(jī)、料、法、環(huán)五個(gè)主要因素，具體分為人為因素與非人為因素兩大類。結(jié)合模具生產(chǎn)實(shí)踐，超差原因具體包括：①依據(jù)錯(cuò)誤；②技術(shù)水平低；③操作失誤；④工藝方法問題；⑤文件理解錯(cuò)誤；⑥設(shè)備問題；⑦材料、環(huán)境；⑧管理問題；⑨磨損、損壞；⑩其它等。對生產(chǎn)模具過程中出現(xiàn)的故障，具體問題應(yīng)該具體分析，找出原因所在，爭取在后面的工序中改進(jìn)。

圖1 模具超差原因魚刺圖

2.1 人為因素

人是導(dǎo)致模具加工超差的主觀因素。其人為因素包含在模具設(shè)計(jì)、工藝、制造、檢測和使用過程中，所有參與到模具生產(chǎn)中的人和事。

（1）設(shè)計(jì)因素：模具工裝圖紙或數(shù)模設(shè)計(jì)不合理、多次變更造成混亂。

（2）工藝人員加工方法、加工參數(shù)有誤：切削工具選用不當(dāng)、加工條件選用不當(dāng)、余量預(yù)留不對、加工步驟不合理。

（3）操作人員粗心大意：未做好加工前確認(rèn)（包括圖面、工件、加工工具、加工條件）、數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤（數(shù)值輸入、程序混淆）、裝夾問題（裝夾錯(cuò)誤、夾傷、傾斜）。

（4）操作人員裝夾經(jīng)驗(yàn)不足：多次裝夾產(chǎn)生誤差、裝夾方式或方法不對、裝夾力不足。

（5）檢驗(yàn)人員測量方法不對：工件未仔細(xì)測量、未清除干凈就測量、測量基準(zhǔn)有誤、測量探頭測不到位。

2.2 非人為因素

相對人為因素來說，非人為因素為客觀因素。導(dǎo)致模具加工超差的非人為因素涉及設(shè)備、材料和環(huán)境的各個(gè)方面。

（1）設(shè)備因素：機(jī)床加工設(shè)備出現(xiàn)故障，精度不夠、測量設(shè)備誤差大、輔助工具不合格。

（2）原材料：無料、材料尺寸錯(cuò)誤、材質(zhì)錯(cuò)誤、材料疊加、運(yùn)輸過程中被碰傷、原材料有缺陷，熱處理不當(dāng)或加工引起材料變形[2]。

（3）環(huán)境因素：周轉(zhuǎn)過程與測量環(huán)境溫度差、突然停電、氣壓不足、噪音大、干擾多等。

3 措施

綜上所述，模具生產(chǎn)中的各個(gè)環(huán)節(jié)疏漏都會導(dǎo)致加工超差[3]。要避免模具加工超差，不僅單位要加強(qiáng)職工的質(zhì)量意識和責(zé)任心教育、加強(qiáng)工作質(zhì)量考核，而且需要參與模具設(shè)計(jì)、工藝、加工制造、檢測環(huán)節(jié)，以及使用過程中的職員認(rèn)真仔細(xì)，做好本職工作。針對上述導(dǎo)致模具加工超差的因素，本文提出以下幾點(diǎn)措施：

（1）模具設(shè)計(jì)是制造的核心要素，設(shè)計(jì)員不僅要考慮模具設(shè)計(jì)的合理性，還要考慮模具設(shè)計(jì)之后的加工工藝和使用方法，要規(guī)范繪制圖紙，避免發(fā)出多次變更造成混亂。

（2）工藝貫穿模具制造的中間環(huán)節(jié)，開展工藝化標(biāo)準(zhǔn)工作，完善工藝規(guī)程是工藝人員首先要做的一項(xiàng)工作。其次，工藝人員要增強(qiáng)在編程方面的安全性理論檢查，要善于利用仿真軟件進(jìn)行干涉過切檢查、刀長計(jì)算、線框刀路模擬、實(shí)體刀路模擬以及機(jī)床仿真等，將可能暴露出的問題解決在施工之前。

（3）加工是模具制造的重要環(huán)節(jié)，公司須對數(shù)控操作工人進(jìn)行數(shù)控銑床、加工中心理論知識培訓(xùn)。操作人員務(wù)必做到認(rèn)真仔細(xì)，要從錯(cuò)誤和失敗中總結(jié)教訓(xùn)，從日常工作中積累經(jīng)驗(yàn)，要嚴(yán)格按照操作規(guī)程實(shí)施，保證零件加工精度。

（4）測量是模具制造的最后環(huán)節(jié)，為質(zhì)量把好最后一道關(guān)。檢驗(yàn)人員的測量方法要與時(shí)俱進(jìn)，針對不同特點(diǎn)的工裝要采用不同的檢測方法，而且測量結(jié)果能經(jīng)得起時(shí)間的考驗(yàn)。

（5）在模具使用過程中需要定期檢查型面、線、孔是否符合使用要求，并做好維護(hù)保養(yǎng)，提高模具的使用壽命，若模具磨損嚴(yán)重或零件更改影響使用，則須盡快返修。

4 結(jié)束語

本文分析了模具加工過程中尺寸超差的原因，提出了減少加工超差的相關(guān)措施，能提高模具加工的合格率、減小模具的加工成本、縮短模具的生產(chǎn)周期。隨著航空航天產(chǎn)品的飛速發(fā)展，模具制造將朝著數(shù)字化、柔性化的方向發(fā)展，模具設(shè)計(jì)和制造在未來亦將發(fā)揮越來越重要的作用。