機械模具加工精度控制技術的使用和效力研究

（武漢輕工大學，湖北 武漢 430023）

目前，我國機械設備的制造與應用過程中應用到的知識越來越廣泛，并且知識跨度越來越大，在這種背景下，機械設備的復雜程度也呈現快速提升的趨勢。因此，對于設備本身的精度要求也越來也高。而為了生產質量高、精度更高的設備，機械模具的加工精度就成為廣大機械制造人員的研究重點。并且，根據目前機械技術應用發展形勢，我國技術人員深入分析了影響機械模具加工精度的原因，并從加工工藝、加工器具、加工手段等方面對相關的技術手段進行探討和分析。

一、影響機械模具加工精度的原因

（一）加工工藝不適合

目前，模具的材料相對豐富，并且對于不同生產工藝需要選擇的材料也有一定的差別。而由于模具材料的差別，也需要對其加工工藝進行調整。在實際生產過程中，常常能夠遇到模具形狀類似，但是由于材料不同而選擇不同的加工工藝。并且，隨著材料體積的變化，加工工藝也需要進行適當的調整。

比如，在加工金屬制模具的過程中，如果采用切削工藝，那么就需要考慮機床磨具與材料之間摩擦所產生的熱量。由于摩擦會產生大量的熱，因此材料會在熱脹冷縮作用下發生體積的變化，進而影響機械模具的精度。換句話說，材料的溫度變化會影響模具的精度。

（二）加工設備精度不達標

目前，很多機械模具的加工需要應用到數控車床，但是由于企業沒有對數控車床進行有效的維護，因此車床本身的精度就很難達到實際加工需求，進而影響機械模具的精度。另外，在模具加工過程中，同樣也會使用到電鍍等技術，如果電鍍設備本身無法達到理想的加工效果，那么機械模具就容易出現電鍍層不均勻等問題，進而影響模具本身的精度。

（三）人為因素導致的精度問題

目前，我國一些機械加工廠聘請的技工并沒有豐富的工作經驗，因此并不能熟練操作加工設備完成加工工作。具體來說，會存在材料基準面位置確定不正確等問題，或者存在材料未牢固夾持在加工設備上，這些問題都會導致機床加工過程中發生振動，進而導致機械模具精度達不到機械標準。另外，如果技術人員沒有合理安排車床走刀順序，那么也會容易出現精度控制問題，影響機械模具的精度。

（四）機械模具材料質地不均勻

機械模具材料質地不均勻的問題，會導致材料在加工過程中發生不規律形變，從而導致模具精度出現問題。而機械模具材料質量控制，又于加工企業的技術水平有著密切的關系。如果加工企業的技術人員能夠準確識別原材料的質量情況，那么就能有效避免這類問題的發生。另外，有一些加工企業為了降低成本，選擇價格較低的劣質材料，同樣會出現材料質地不均勻等問題，從而影響機械模具的精度。

二、提升機械模具加工精度的措施

（一）優化加工工藝

車工、鉗工等都是常見的機械加工工藝，在機械模具加工中更是有著廣泛的應用。并且，目前也出現了沖壓工藝、激光工藝、3D打印技術等等機械模具加工工藝。尤其是新型加工工藝，在繼承傳統工藝優勢的基礎上，也進一步提升了其加工能力以及加工精度，并且有效解決了傳統加工工藝中存在的問題。同樣，無論是傳統加工工藝還是新型加工工藝，都有著不同的特點，因此在實際加工過程中，也需要技術人員根據實際情況選擇適合的加工工藝。例如，常用的車削加工工藝的精度能夠達到IT8～IT7，其表面粗糙度則處于1.6～0.8μm。因此，如果機械模具的精度要求在這一范圍內，則可以考慮選擇該技術作為加工工藝。想要進一步提升加工精度，那么就可以考慮采用加工精度為IT10～IT7的半精車或精車工藝，該供給的表面粗糙度甚至能夠達到10～0.16μm。對于精密儀器的機械模具來說，一般會選用精度更高的精面車削加工工藝，這種工藝的加工精度能夠維持在IT7～IT5。不管是哪種工藝，在加工時都要根據整個產品要求以及功能確定模具質量以及具體尺寸，如一些玩具產品外觀質量要求高，但模具精度要求較低；照相機以及汽車零件等對加工精度的要求很高。此時，加工精度直接影響整個產品使用壽命，所以在加工時，要特別注意加工精度，觀察脫模斜度是否合理，這是因為脫模斜度直接影響到注射的順利情況，只有斜度與塑膠制品在成型分模或是分模面保持一致才會保證尺寸精度，因此在進行加工時，要注意加工工藝中的脫模斜度。

在設計模型時候，首先需要對實物進行觀察，如幾何形狀、尺寸、公差、設計基準、技術要求以及表面要求等，還要注意制品的投影面積與注射機的鎖摸力、模具外形尺寸與注射機安裝模具的有效面積等，等到掌握這些必要數據后，再對型腔數量進行核算以及統計，然后根據實際情況進行調整，以便能夠更好地控制設計精度。在對機械模具進行加工時，還有一個十分重要的步驟，就是選擇模胚。

一般來說，工字型模胚口型更適合模胚闊度≤250mm的加工要求下；直立有面板模胚則更適合模胚闊度在250～350mm的情況；如果模胚闊度較大，即大于400mm時，則可以采用直立有面板模胚，但是需要有行位，如果沒有行位，則需要選擇直立無面板模胚，同時不需保證面板具有碼模孔，同時需要增加碼模坑。I字型模胚則適合用在深度為19～24mm的細水口模胚中。

一般來說，現狀誤差必須在機械另加設計加工過程中得到充分的考慮和計算，并將有可能出現的形狀誤差均進行計算和分析，并將其控制在公差范圍之中。另外，同樣需要讓位置誤差能夠處于小于尺寸公差的狀態。從另外一個角度分析，即零件形狀精度的要求相比其他元件來說更高，只有先確定形狀精度，才能去確定位置精度，尺寸精度則應該放在最后進行確定，這樣才能有效保證機械模具的精確度符合技術要求以及設計要求。

（二）加工器具的處理

從加工器具的角度控制模具精度，最基礎的就是要保證加工器具表面處于光潔的狀態，同時也需要保證加工器具結構的合理性，另外，加工器具的壽命、成本、對尺寸要求的程度都會影響機械模具的加工精度。因此，技術人員除了需要選擇正確的加工工藝，還需要選擇符合相關技術要求的加工器具，這樣才能讓機械模具的精度達到技術要求。

數控車床、平面磨床、銑床、倒角機等設備都是常用且常見的加工器具。對于尺寸較小的方孔，一般選擇線切割的方式，鉆床則是運用螺絲來固定模具配件的器具。通過總結加工經驗我們發現，煅燒出爐的夾子是對加工精度影響最大的工具，另外還有鉗子等工具，因此如果鉗子或者夾子的選擇不符合實際要求，那么也很難將精度控制在相應的標準范圍內。所以，精度較高的模壓鉗，則成為機械模具加工的首選工具。這種鉗子為中控腔體，并且會在長邊一側的兩端分別設計輔助腔體，并且中空腔體和輔助強力處于聯通狀態。同時，這種鉗子每個角上也設計有輔助腔體，因此在安裝不同方向彈簧時也十分方便，整個技術流程的操作也相對簡單，并且具有靈活方便的特點。從另一個角度來看，如果沒有選擇適合的加工器具，那么機械模具的加工精度將受到嚴重的影響。

（三）加工手段

精加工、半加工、粗加工是常見的加工手段，根據字面意思我們可以發現，不同加工手段對于加工精度也有著直接的影響。一般來說，仍然需要根據模具的具體類型來選擇適合的加工手段，同時加工要求也是影響加工手段選擇的主要因素。一般來說，對于應用汽車、飛機、醫療設備等方面的機械模具，往往必須使用精加工的手段，才能滿足相應的精度需求。

同時，在加工模具的過程中，需要明確連板與各個腔模具之間存在的浮動量，這樣能夠保證模具加工過程中能夠處于靈活的開合狀態。一般來說，需要讓連板與單模之間的空隙控制在0.50～1.0mm之間，如果縫隙超過這個范圍，那么在使用時就會出現偏旋轉軸油封結構模具研制斜過大，模具的壽命會受到直接的影響。反之，就會導致模腔之間發生互相干涉的問題，進而在加工過程中發生卡殼等問題。

三、總結

綜上所述，加工工藝不適合、加工設備精度不達標、人為因素導致的精度問題、機械模具材料質地不均勻是導致機械模具加工精度達不到技術要求的主要原因，想要解決這些問題，就需要從從加工工藝、加工器具、加工手段等方面采取相應的技術手段。但是，由于技術處于不斷發展的狀態，想要從根源上提升機械加工精度，就需要機械人員能夠認真研究材料、設備、加工措施之間的關系，并明確材料形變、性質變化等規律，并能夠運用現有規律對加工技術進行創新。同時，作為企業來講，也要積極開展技術人員培訓工作，杜絕人為因素所導致的加工精度問題，并積極鼓勵技術人員提出有效的精度控制措施，促進企業內部形成良好的技術研究氛圍，同時從側面促進企業加工技術的發展和進步，提升企業的綜合實力。