模具数控加工质量的主要影响因素分析——科技论文

在现代模具制造中，影响模具数控加工质量的因素众多，主要包括机床、刀具、加工工艺、软件和数控编程及执行人员等，这些因素会直接影响到模具数控工件的加工精度和加工效率。因此，如何采取积极措施提升模具数控加工的质量成为一个亟待解决的问题。

一、合理选用机床的影响

数控机床本身虽有严格的操作规范、维护保养方法，但自身仍会出现不可避免的精度损失。因此为了进一步提升模具数控产品加工质量，就应该定期对数控设备进行检测维修，以充分确保各设备的精度和加工任务；严格区分大批量零件生产中粗、精加工的设备使用。其中粗加工设备是指使用年限长、精度差的设备，将精加工设备定为新设备和精度好的设备。对现有设备资源进行合理搭配，确保其分工明确，已使得机床对数控加工质量的影响程度降到最低。同时，对较昂贵的数控设备进行重点保护，以增加寿命，延长使用年限。

二、合理选用刀具的影响

刀具的合理选用与否直接影响数控加工质量。当前，相对于钻头、立铣刀、丝锥等较为简便通用的刀具，应用更为广泛且能提升刀具切削速度的硬质合金刀具已在数控加工选用的刀具材料中逐渐占主导地位，并且在很大程度上覆盖了大部分常规的加工领域，甚至会进一步取代上述简便通用的刀具。事实上，在模具数控加工中，所使用的最小刀具应该是半径小于或等于被加工零件上的内轮廓圆角半径。特别是在对拐角进行加工时，应使用半径小于拐角处圆角半径的刀具，在加工方式上则是应用圆弧插补法，以最大限度避免使用直线插补的形式造成的过切现象，确保加工质量。可以说，高品质硬质合金刀具在模具数控加工中的应用，进一步促进了高速加工技术的发展，促使模具数控加工速度的提升，缩减了原本繁杂的加工工序，尤其是对以往需要耗费大量时间和劳动力的钳工修复工作带来极大便利，缩短甚至消除了其耗费的时间和劳力，这些影响都大大增加模具数控加工的质量，减少模具生产周期，极大提升模具数控加工质量。另外，这同时也促使模塑公司将对模具的高速加工技术发展成为自身技术改造的重点内容。

三、选择加工工艺的影响

数控加工工艺是在传统的加工工艺基础上形成和发展起来的，它创造性地将传统加工工艺、计算机数控技术、计算机辅助技术及辅助制造技术等有机地结合在一起。并且，作为数控编程的基础，数控加工工艺基于周密、细致的技术可行性分析、总体工艺规划及数控加工工艺设计，使数控编程拥有高质量的数控加工程序。具体表现为：对于模具毛坯可通过等高层加工方法及残留毛坯加工方法进行加工，前者是基于原始毛坯而言的，后者则是基于中间工序来说。基于毛坯的刀具轨迹工艺能确保刀具在加工过程中均量的切削深度、宽度等，实现加工的平稳性，进而提升数控加工质量和效果。现阶段常用的UGNX和Cimatron、PowerMill等CAM软件均提供完善的基于毛坯加工编程的工艺。在加工型面较大、呈现空间三维曲面的模具型腔和型芯时，对曲面的铣削加工需严格注重曲面的光顺性、表面粗糙度等，因其能直接对产品的成型质量造成影响。当前大多使用三轴联动数控机床，常见的刀具轨迹工艺为X、Z或Y、Z两轴联动，在模具的半精加工和精加工上，则使用450行切实现X、Y、Z三轴联动加工工艺，这能改善模具表面的质量、粗糙等。针对大深度模具型腔的粗加工，通常采用钻削排量、钻铣排量、挖槽等高分层加工方式。在加工效率上以钻削排量为最，但其后续加工可能存在孔与孔之间尖锐区加工难点，这些尖锐区的存在和加工都不利于后续的精加工。而相对于单纯的钻削排量，其缺点可能在使用钻铣到钻铣排量时进行消除，但是因为钻铣刀低刃加工效率比钻削排量要低。因此将钻削排量和钻铣排量有机结合起来才是更为完善的加工方式，在余量部分使用钻削排量，在尖锐区则使用钻铣排量。

四、软件和数控程序设计者的影响

设计较为完善的软件能够在很大程度上提升模具的加工质量和效果，但软件本身只是一个工具，更为重要的是拥有丰富现场机械加工经验和理论知识、并能熟悉掌握软件功能的数控程序设计人员。数控程序设计人员在模具数控加工质量提升中起着至关重要的决定性作用，这就要求模具企业建立系统、完善的程序设计员培养体系。要求所有的数控程序设计员均需要经过一段数据操作岗位实践，从而掌握大量的数据操作理论和实践经验，并经由严格的操作考核合格后转而进行综合培训。要求所有的数控程序设计员均熟悉模具公司用于的正版数控加工软件，至少熟练掌握其中一种，此后才能正式进行程序编制。而数控程序的系统完善是为了进一步确保模具数控加工质量的提升。

通常情况下，数控编程包括四个阶段：准备工作、技术方案、数控编程、程序定型。在准备工作阶段主要是依据生产任务书对技术数据进行接收、检查，以明确生产计划完成顺利性；技术方案阶段要求对技术方案进行制定，其主要任务是基于车间制造资源来编制数控加工的工艺方案，过程中要求对加工环境和制造资源进行全面了解；数控编程阶段中，在编程准备期间程序设计员要依据三维数据和工艺文件对零件进行分析，考虑工件定位，选用夹具。在编程过程中，首先要对加工坐标系进行正确定义，选好对刀点。其次依据数据工艺方案在计算机上对刀具轨迹进行编制。再次对程序进行验证，确保其正确性、可行性；最后是对程序进行优化；程序定型阶段应该由主管领导对数控编程刀路进行审核，审核合格后确认数控加工程序单，对加工简图进行绘制。并随时对程序执行情况进行监督了解，对程序编制经验进行总结。

五、机床操作者的影响

机床操作者在影响模具数控加工质量的提升上也发挥着重要的作用，这主要是因为作为数控加工的关键执行人，机床操作者直接控制着数控加工的质量。机床操作者在实施加工任务的过程中，直观性地面对数控加工中机床、刀具、加工工艺、软件和切削参数，他们的具体操作行为会直接影响到数控加工质量和效率，这就要求积极培养和提升机床操作者的专业技能和责任心。从客观上来说，虽然在模具数控加工过程中，机床等硬件设备有着至关重要的地位，但人才才是直接影响数控加工质量高低与否的决定性因素，所以模塑公司应该注重人才的培养和引进，以便在最大程度上为模具质量的不断提升打下坚实基础。

六、结语

综上所述，在模具数控加工过程中，机床、刀具、加工工艺、软件和程序编程及机床操作者都是影响模具数控加工质量提升与否的重要因素，本研究对这些因素的分析为今后合理有效提升模具数控加工质量提供了可行依据，通过完善这些影响因素，能更好地保证数控机床的加工精度和效果，进而实现提升加工质量的目的。

参考文献：

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[2]陈思涛.浅析影响数控加工质量的因素[J].CAD/CAM与制造业信息化,2010,01:100-101.

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本文来源：http://www.zzqklm.com/w/kj/10798.html  《山东工业技术》