模具數(shù)控加工質(zhì)量的主要影響因素分析——科技論文

在現(xiàn)代模具制造中，影響模具數(shù)控加工質(zhì)量的因素眾多，主要包括機床、刀具、加工工藝、軟件和數(shù)控編程及執(zhí)行人員等，這些因素會直接影響到模具數(shù)控工件的加工精度和加工效率。因此，如何采取積極措施提升模具數(shù)控加工的質(zhì)量成為一個亟待解決的問題。

一、合理選用機床的影響

數(shù)控機床本身雖有嚴格的操作規(guī)范、維護保養(yǎng)方法，但自身仍會出現(xiàn)不可避免的精度損失。因此為了進一步提升模具數(shù)控產(chǎn)品加工質(zhì)量，就應(yīng)該定期對數(shù)控設(shè)備進行檢測維修，以充分確保各設(shè)備的精度和加工任務(wù)；嚴格區(qū)分大批量零件生產(chǎn)中粗、精加工的設(shè)備使用。其中粗加工設(shè)備是指使用年限長、精度差的設(shè)備，將精加工設(shè)備定為新設(shè)備和精度好的設(shè)備。對現(xiàn)有設(shè)備資源進行合理搭配，確保其分工明確，已使得機床對數(shù)控加工質(zhì)量的影響程度降到最低。同時，對較昂貴的數(shù)控設(shè)備進行重點保護，以增加壽命，延長使用年限。

二、合理選用刀具的影響

刀具的合理選用與否直接影響數(shù)控加工質(zhì)量。當前，相對于鉆頭、立銑刀、絲錐等較為簡便通用的刀具，應(yīng)用更為廣泛且能提升刀具切削速度的硬質(zhì)合金刀具已在數(shù)控加工選用的刀具材料中逐漸占主導(dǎo)地位，并且在很大程度上覆蓋了大部分常規(guī)的加工領(lǐng)域，甚至?xí)M一步取代上述簡便通用的刀具。事實上，在模具數(shù)控加工中，所使用的最小刀具應(yīng)該是半徑小于或等于被加工零件上的內(nèi)輪廓圓角半徑。特別是在對拐角進行加工時，應(yīng)使用半徑小于拐角處圓角半徑的刀具，在加工方式上則是應(yīng)用圓弧插補法，以最大限度避免使用直線插補的形式造成的過切現(xiàn)象，確保加工質(zhì)量?？梢哉f，高品質(zhì)硬質(zhì)合金刀具在模具數(shù)控加工中的應(yīng)用，進一步促進了高速加工技術(shù)的發(fā)展，促使模具數(shù)控加工速度的提升，縮減了原本繁雜的加工工序，尤其是對以往需要耗費大量時間和勞動力的鉗工修復(fù)工作帶來極大便利，縮短甚至消除了其耗費的時間和勞力，這些影響都大大增加模具數(shù)控加工的質(zhì)量，減少模具生產(chǎn)周期，極大提升模具數(shù)控加工質(zhì)量。另外，這同時也促使模塑公司將對模具的高速加工技術(shù)發(fā)展成為自身技術(shù)改造的重點內(nèi)容。

三、選擇加工工藝的影響

數(shù)控加工工藝是在傳統(tǒng)的加工工藝基礎(chǔ)上形成和發(fā)展起來的，它創(chuàng)造性地將傳統(tǒng)加工工藝、計算機數(shù)控技術(shù)、計算機輔助技術(shù)及輔助制造技術(shù)等有機地結(jié)合在一起。并且，作為數(shù)控編程的基礎(chǔ)，數(shù)控加工工藝基于周密、細致的技術(shù)可行性分析、總體工藝規(guī)劃及數(shù)控加工工藝設(shè)計，使數(shù)控編程擁有高質(zhì)量的數(shù)控加工程序。具體表現(xiàn)為：對于模具毛坯可通過等高層加工方法及殘留毛坯加工方法進行加工，前者是基于原始毛坯而言的，后者則是基于中間工序來說?；诿鞯牡毒哕壽E工藝能確保刀具在加工過程中均量的切削深度、寬度等，實現(xiàn)加工的平穩(wěn)性，進而提升數(shù)控加工質(zhì)量和效果?，F(xiàn)階段常用的UGNX和Cimatron、PowerMill等CAM軟件均提供完善的基于毛坯加工編程的工藝。在加工型面較大、呈現(xiàn)空間三維曲面的模具型腔和型芯時，對曲面的銑削加工需嚴格注重曲面的光順性、表面粗糙度等，因其能直接對產(chǎn)品的成型質(zhì)量造成影響。當前大多使用三軸聯(lián)動數(shù)控機床，常見的刀具軌跡工藝為X、Z或Y、Z兩軸聯(lián)動，在模具的半精加工和精加工上，則使用450行切實現(xiàn)X、Y、Z三軸聯(lián)動加工工藝，這能改善模具表面的質(zhì)量、粗糙等。針對大深度模具型腔的粗加工，通常采用鉆削排量、鉆銑排量、挖槽等高分層加工方式。在加工效率上以鉆削排量為最，但其后續(xù)加工可能存在孔與孔之間尖銳區(qū)加工難點，這些尖銳區(qū)的存在和加工都不利于后續(xù)的精加工。而相對于單純的鉆削排量，其缺點可能在使用鉆銑到鉆銑排量時進行消除，但是因為鉆銑刀低刃加工效率比鉆削排量要低。因此將鉆削排量和鉆銑排量有機結(jié)合起來才是更為完善的加工方式，在余量部分使用鉆削排量，在尖銳區(qū)則使用鉆銑排量。

四、軟件和數(shù)控程序設(shè)計者的影響

設(shè)計較為完善的軟件能夠在很大程度上提升模具的加工質(zhì)量和效果，但軟件本身只是一個工具，更為重要的是擁有豐富現(xiàn)場機械加工經(jīng)驗和理論知識、并能熟悉掌握軟件功能的數(shù)控程序設(shè)計人員。數(shù)控程序設(shè)計人員在模具數(shù)控加工質(zhì)量提升中起著至關(guān)重要的決定性作用，這就要求模具企業(yè)建立系統(tǒng)、完善的程序設(shè)計員培養(yǎng)體系。要求所有的數(shù)控程序設(shè)計員均需要經(jīng)過一段數(shù)據(jù)操作崗位實踐，從而掌握大量的數(shù)據(jù)操作理論和實踐經(jīng)驗，并經(jīng)由嚴格的操作考核合格后轉(zhuǎn)而進行綜合培訓(xùn)。要求所有的數(shù)控程序設(shè)計員均熟悉模具公司用于的正版數(shù)控加工軟件，至少熟練掌握其中一種，此后才能正式進行程序編制。而數(shù)控程序的系統(tǒng)完善是為了進一步確保模具數(shù)控加工質(zhì)量的提升。

通常情況下，數(shù)控編程包括四個階段：準備工作、技術(shù)方案、數(shù)控編程、程序定型。在準備工作階段主要是依據(jù)生產(chǎn)任務(wù)書對技術(shù)數(shù)據(jù)進行接收、檢查，以明確生產(chǎn)計劃完成順利性；技術(shù)方案階段要求對技術(shù)方案進行制定，其主要任務(wù)是基于車間制造資源來編制數(shù)控加工的工藝方案，過程中要求對加工環(huán)境和制造資源進行全面了解；數(shù)控編程階段中，在編程準備期間程序設(shè)計員要依據(jù)三維數(shù)據(jù)和工藝文件對零件進行分析，考慮工件定位，選用夾具。在編程過程中，首先要對加工坐標系進行正確定義，選好對刀點。其次依據(jù)數(shù)據(jù)工藝方案在計算機上對刀具軌跡進行編制。再次對程序進行驗證，確保其正確性、可行性；最后是對程序進行優(yōu)化；程序定型階段應(yīng)該由主管領(lǐng)導(dǎo)對數(shù)控編程刀路進行審核，審核合格后確認數(shù)控加工程序單，對加工簡圖進行繪制。并隨時對程序執(zhí)行情況進行監(jiān)督了解，對程序編制經(jīng)驗進行總結(jié)。

五、機床操作者的影響

機床操作者在影響模具數(shù)控加工質(zhì)量的提升上也發(fā)揮著重要的作用，這主要是因為作為數(shù)控加工的關(guān)鍵執(zhí)行人，機床操作者直接控制著數(shù)控加工的質(zhì)量。機床操作者在實施加工任務(wù)的過程中，直觀性地面對數(shù)控加工中機床、刀具、加工工藝、軟件和切削參數(shù)，他們的具體操作行為會直接影響到數(shù)控加工質(zhì)量和效率，這就要求積極培養(yǎng)和提升機床操作者的專業(yè)技能和責(zé)任心。從客觀上來說，雖然在模具數(shù)控加工過程中，機床等硬件設(shè)備有著至關(guān)重要的地位，但人才才是直接影響數(shù)控加工質(zhì)量高低與否的決定性因素，所以模塑公司應(yīng)該注重人才的培養(yǎng)和引進，以便在最大程度上為模具質(zhì)量的不斷提升打下堅實基礎(chǔ)。

六、結(jié)語

綜上所述，在模具數(shù)控加工過程中，機床、刀具、加工工藝、軟件和程序編程及機床操作者都是影響模具數(shù)控加工質(zhì)量提升與否的重要因素，本研究對這些因素的分析為今后合理有效提升模具數(shù)控加工質(zhì)量提供了可行依據(jù)，通過完善這些影響因素，能更好地保證數(shù)控機床的加工精度和效果，進而實現(xiàn)提升加工質(zhì)量的目的。

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本文來源：http://m.00559.cn/w/kj/10798.html  《山東工業(yè)技術(shù)》