探究汽車模具制造中數(shù)控加工的應用

周美琴

摘要：社會發(fā)展水平顯著提升，人們對各項技術的應用提出了嚴格要求，特別是在生產產品零部件過程中，在模具制造方面提出的要求更加苛刻，其與產品質量密度的高低狀況具有直接關聯(lián)。在汽車模具制造中應用數(shù)控加工技術，在彌補傳統(tǒng)技術不足的同時，能夠提升產品質量。

關鍵詞：汽車模具;制造生產;數(shù)控加工;產品質量

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)代化社會背景下，數(shù)控加工技術是先進技術的重要組成因素，是汽車模具制造中最為重要的一項關鍵技術。模具加工環(huán)節(jié)中的數(shù)控機床，已經逐步成為核心加工設備的典型代表。隨著我國汽車市場環(huán)境不斷完善，汽車制造質量備受關注，在國家財政政策和數(shù)控加工技術對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、自動化方向發(fā)展，對于后續(xù)提升汽車模具生產效益具有重要幫助。本文從應用數(shù)控加工技術的優(yōu)勢入手，展開闡述，針對在汽車模具制造中，如何正確應用數(shù)控加工技術進行全面探討。

1? 應用數(shù)控加工技術的優(yōu)勢

1.1 自動化特征顯著

將數(shù)控加工技術與傳統(tǒng)汽車模具制造技術進行比較，其智能化和自動化特征顯著，在汽車模具制造中對此項技術進行應用，能夠有效降低加工制造技術人員工作強度。主要就是按照程序輸入進行自動化處理，操作技術人員在機床旁對其進行觀察和監(jiān)控，做到實時掌握機床運行狀況，做好刀具更換、零件拆裝、零件尺寸抽查等工作即可，對于解決各項信息問題和提升自動化控制效率具有重要幫助。

1.2 零件質量穩(wěn)定性顯著

數(shù)控加工技術對自身精度和重復精度的要求都比較高，零件的一致性得到認證，有助于降低機床加工環(huán)節(jié)技術人員失誤問題產生的概率[1]。數(shù)控加工技術不僅在零件精度方面滿足了汽車模具制造要求，且實際生產出的產品質量更加穩(wěn)定，在實際落實加工工作期間，能夠有序開展質量管控工作。此外，需要格外注重工藝設計和程序設計的合理性，這樣在按照規(guī)定程序進行操作時，就能夠長期穩(wěn)定生產。

1.3 在技術研發(fā)和制造中具有優(yōu)勢

對于數(shù)控加工技術而言，其不需要過于復雜的工藝和設備，是可以直接按照程序編制的方法，對精度較高的零件進行加工生產。即便前期設計出現(xiàn)更改問題，也可以應用與之相對應的方式進行調整，并不需要額外開展工裝設計制造工作。基于此，數(shù)控加工技術為技術研發(fā)和制造新產品，提供了充足的空間，也為個各續(xù)航空航天以及多種類型的機械化生產設備的使用，提供了重要依據(jù)，其是計算機輔助制造系統(tǒng)中不可缺少的一項技術。

2? 汽車模具制造中數(shù)控加工的應用舉措

在汽車模具制造中，數(shù)控加工技術發(fā)揮著不可替代的作用，對于提升汽車模具制造效益，提升生產質量具有重要幫助。比方說在實際對數(shù)控加工技術進行應用期間，具體包括應用數(shù)控車削加工技術、數(shù)控加工電火花技術、數(shù)控銑削加工技術等[2]。這些不同功能作用的數(shù)控加工技術，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間，甚至也能對一些復雜程度高的汽車模具進行穩(wěn)定加工。

2.1 數(shù)控車削加工技術

在汽車模具制造中，對數(shù)控車削加工技術進行正確應用，技術人員可以利用虛擬加工的開放式加工過程，來對系統(tǒng)整體結構進行優(yōu)化，進而高效開展相應的輔助工作。對于虛擬加工平臺而言，其是系統(tǒng)穩(wěn)定運行的一項基礎依據(jù)，主要就是對加工過程進行仿真和對數(shù)控程序進行精準評價，通過這樣的方式找到效果較好的切削參數(shù);之后對緊緊依據(jù)加工平臺所預測的各項條件，以應用優(yōu)化算法的方式為主對參數(shù)進行優(yōu)化處理，甚至也能給數(shù)控程序進行自動編輯和修改。

對于整體數(shù)控程序而言，切削參數(shù)中包含的主軸轉速、進給速度等數(shù)據(jù)，都是由相應的數(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，對加工過程中的各項參數(shù)關系進行優(yōu)化，在確定主軸的實際轉速之后就能對其他變量進行優(yōu)化。此外，考慮到機床功率、轉速、進給量的具體允許范圍，甚至為了能夠對變量過程進行優(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)在程序中實際獲取的主軸轉速和進給速度各項信息，進一步獲取虛擬加工期間切削深度信息之后，在對數(shù)控程序進行充分應用，進而達到自動修正模塊和優(yōu)化切削打參數(shù)數(shù)控程序的目的。此外，因為在控制主軸轉速等參數(shù)期間，就已經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)化相關參數(shù)信息。

例如：對于虛擬數(shù)控車床仿真系統(tǒng)而言，其主要就是對OpenGL、VC++進行應用，將其作為仿真系統(tǒng)平臺，之后通過NC代碼使其直接驅動[3]。這樣不僅能夠將建模模擬數(shù)控作為基礎正產的過程，也能進一步提升實際狀況下數(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

通過對ATC進行應用，機床開機能夠回到機械原點，在將需要加工的電極安裝到電機庫中，將基準電極插入主軸夾頭，在手動控制模式的作用下，就能夠幫助基準電極中心對工件零點進行精準定位，進而就能更加準確的記憶基準電極中心的實際偏移量。在有應用自動編程軟件開展程序制造工作期間，可以先輸入實際應用的電極號;在確定加工深度、執(zhí)行檢索的各項加工條件之后，再保存已經完成制作的程序;在調出執(zhí)行程序之后就可以落實加工工作。在數(shù)控電火花機床加工環(huán)節(jié)中，可以自動測量加工電極中心偏移量，可以對其自動定位狀況進行檢驗，從而為整體自動加工過程能夠順利執(zhí)行提供保障。不可否認，對于不具備ATC電機庫的數(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量工作時，就要手動進行操作。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

在汽車模具制造和加工過程中，對數(shù)控銑削加工技術進行正確應用，能夠有效降低機動加工時間和加工精度，從而達到提高表面質量的目的。通過大量的生產實踐工作，不難發(fā)現(xiàn)通過對數(shù)控銑削加工技術、計算機輔助設計CAD進行應用，能夠有效推動汽車模具制造業(yè)的發(fā)展。

例如：五軸聯(lián)動銑削加工為例積極性細致分析，在數(shù)控銑削加工技術的輔助下，能夠獲取優(yōu)質的曲線型近似表面，同時也能為刀具切刀工件上的任意坐標點提供保障[4]。將其與傳統(tǒng)形式下的三軸聯(lián)動銑削加工進行對比，五軸聯(lián)動的主要優(yōu)勢，具體表現(xiàn)在可以不受時間限制的調整刀具軸向的具體方向，進而能夠使刀具軸線和工件表面的夾角與實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，改變原有切削過程和幾何運動參數(shù)，這樣就能夠從刀具磨損、加工過程穩(wěn)定性等多個方面落實優(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雜性，無形中也對計算機數(shù)控系統(tǒng)的具體計算能力提出了嚴格要求。如果從機床主軸工作的過程角度進行細致分析，高速切削機床的具體轉速范圍要控制在10000-100000m/min、主軸功率要≥15kW;高速主軸在一般狀況下，都是以應用液體靜壓軸承式結構為主，并且為其配合熱油氣潤滑或是噴射潤滑等多種技術;而主軸冷卻是以應用主軸內部水冷或是氣冷為主?；诖?，為了能夠進一步滿足汽車模具高速加工的各項需求，還要正確應用機床驅動系統(tǒng)，進而為驅動系統(tǒng)的進給速度和加速度提供保障。對于高速數(shù)字控制回路而言，其不僅能夠對參數(shù)的前饋進行有效控制，也能充分發(fā)揮自身預處理功能和誤差補償功能。

3? 汽車模具制造中應用數(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，對其具體的加工過程進行分析，不僅能夠全面掌握汽車覆蓋件模具數(shù)控加工質量的提升方式，也能正確對其進行總結和優(yōu)化[5]。如在在拉延模進行數(shù)控加工期間，需要著重考慮凸模、凹模、壓邊圈數(shù)控加工內容，主要就是因為其他技術在實際應用期間，都可以直接在銑床上完成，或者數(shù)控加工技術人員也可以自己進行編程來完成。

如在對凸模進行數(shù)控加工期間，最重要的就是考慮機械加工性能的各項要求，如對凸模輪廓進行加工，將加工參數(shù)主軸參數(shù)控制為400r/min、進給量參數(shù)控制為100mm/min，之后還要落實清根加工工作，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，否則將會讓刀具自身的受力狀況出現(xiàn)惡化，進而就會使刀具出現(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，用較小的刀具對其進行處理，進而滿足精度方面的要求。

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

4? 結束語

總之，隨著我國經濟發(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，無形中人們對汽車產品的性能、外觀、質量等因素都提出了嚴格要求，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量，就要對多種類型的數(shù)控加工技術進行充分應用，在明確其具體應用優(yōu)勢的基礎上，制定完善的應用方案，在保證數(shù)控加工系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的同時，為后續(xù)提升高效生產提供技術保障。

參考文獻：

[1]周龍.汽車覆蓋件模具數(shù)控加工工藝模板開發(fā)及應用[J].大科技，2019（004）：199.

[2]呼曉璐，劉素蘋.數(shù)控加工技術在機械模具制造中的應用研究[J].科技風，2019（015）：151.

[3]楊興，李慶豐.汽車覆蓋件模具數(shù)控加工機床的選型及應用[J].金屬加工（冷加工），2020（06）：15-19.

[4]任素惠，王金甫.基于計算機輔助軟件的模具型腔數(shù)控加工探討[J].科技創(chuàng)新導報，2019，016（005）：102-103.

[5]魏潔，孫麗，戚永福.數(shù)控加工技術在機械模具制造中運用探討[J].汽車博覽，2020（003）：122.