數(shù)控加工在汽車(chē)模具制造中的應(yīng)用分析

牛金花 曹銀麗 王文鮮

摘 要：數(shù)控加工的先進(jìn)性使得該技術(shù)在當(dāng)前的制造業(yè)范圍內(nèi)得到了非常普遍的應(yīng)用，尤其是在模具加工環(huán)節(jié)數(shù)控機(jī)床已經(jīng)成為核心加工設(shè)備。我國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)發(fā)展迅速，且近年來(lái)也會(huì)繼續(xù)地保持良好而穩(wěn)定的發(fā)展態(tài)勢(shì)。一來(lái)我國(guó)經(jīng)濟(jì)將保持穩(wěn)定增長(zhǎng)趨勢(shì)，二來(lái)我國(guó)財(cái)政政策的大力支持對(duì)汽車(chē)市場(chǎng)也會(huì)產(chǎn)生明確的積極作用，數(shù)控加工對(duì)汽車(chē)模具制造起到的促進(jìn)效果也具有重要的現(xiàn)實(shí)研究意義。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工;汽車(chē)模具制造;應(yīng)用分析

1 現(xiàn)代汽車(chē)制造中機(jī)加工技術(shù)的特點(diǎn)

自動(dòng)化流水線技術(shù)的引進(jìn)。汽車(chē)工業(yè)生產(chǎn)的突出特征是規(guī)模化和集成化。為此，先進(jìn)數(shù)控機(jī)床的引進(jìn)不僅能夠滿足零件精度的要求，而且還與整個(gè)汽車(chē)生產(chǎn)線實(shí)現(xiàn)良好的集成，從而提高了生產(chǎn)效率并降低制造成本，生產(chǎn)出令普通民眾滿意的車(chē)輛產(chǎn)品。一百多年來(lái)，生產(chǎn)線一直是汽車(chē)和零部件生產(chǎn)方法的支柱，而現(xiàn)階段中的自動(dòng)化生產(chǎn)鏈其基礎(chǔ)技術(shù)是計(jì)算機(jī)集成技術(shù)，它將工藝、物流通道和智能大數(shù)據(jù)系統(tǒng)統(tǒng)一作用到生產(chǎn)線中。

質(zhì)量是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)在市場(chǎng)上取得成功的核心要素。汽車(chē)由成千上萬(wàn)的零件構(gòu)成，是高端商品之一，它是一個(gè)國(guó)家科技和工業(yè)能力的體現(xiàn)。美觀性和穩(wěn)定的運(yùn)行性能還有長(zhǎng)時(shí)間的使用周期影響著汽車(chē)的整體市場(chǎng)銷(xiāo)售狀況，而且汽車(chē)的安全性能直接關(guān)系到駕駛?cè)撕统丝偷纳拓?cái)產(chǎn)安全。這對(duì)制造機(jī)床的性能提出了要求，機(jī)床的加工能力必須能夠滿足汽車(chē)零件所需的精度，強(qiáng)度和可靠性，尤其是加工的精度，這將大大的考驗(yàn)機(jī)床的整體加工能力。而遺憾的是目前階段，我國(guó)目前的機(jī)床加工能力只能應(yīng)用于某些非關(guān)鍵零件的加工或附屬產(chǎn)品的生產(chǎn)。

智能大數(shù)據(jù)操作。用于收集和控制與生產(chǎn)過(guò)程有關(guān)的各種設(shè)備信息。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)收集生產(chǎn)線的生產(chǎn)信息，實(shí)時(shí)監(jiān)控機(jī)器和設(shè)備的運(yùn)行狀況，數(shù)控系統(tǒng)的運(yùn)行情況以及各種材料的實(shí)際準(zhǔn)備情況，準(zhǔn)確控制物流信息，保證每一個(gè)產(chǎn)品的生產(chǎn)原材料供應(yīng)，并提醒故障情況以實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)自動(dòng)化生產(chǎn)線狀況的控制。

2 數(shù)控加工在汽車(chē)模具制造中的應(yīng)用

2.1 五軸加工技術(shù)在汽車(chē)模具制造中的應(yīng)用

2.1.1 深腔模具的加工

常用的深腔模具加工主要有三軸、五軸加工技術(shù)，二者有一定的相同之處，同時(shí)也存在效果上的差異。在進(jìn)行汽車(chē)模具制造時(shí)，要在三軸加工技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用五軸加工技術(shù)的深、陡進(jìn)行模具加工。刀具長(zhǎng)度的適當(dāng)伸縮可以為模具創(chuàng)造出良好的工藝基礎(chǔ)，同時(shí)工件和主軸頭的移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)，能夠有效減少刀具同刀桿以及型腔壁之間產(chǎn)生碰撞。而碰撞的減少可以有效地提高刀具的使用壽命，同時(shí)可以減少在模具制造過(guò)程中表面的粗糙，提高模具的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。

2.1.2 模具側(cè)壁的加工

在汽車(chē)模具的制造過(guò)程中，模具的側(cè)壁受刀具長(zhǎng)度的影響較大，一般來(lái)說(shuō)側(cè)壁深度要比刀具長(zhǎng)度小。如果刀具過(guò)長(zhǎng)，那汽車(chē)模具的強(qiáng)度就會(huì)降低，刀具過(guò)長(zhǎng)容易出現(xiàn)讓刀現(xiàn)象，則汽車(chē)模具的質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生下降。而五軸加工技術(shù)的工作原理與傳統(tǒng)的制造原理不同，它是通過(guò)主軸（或工件）的擺動(dòng)來(lái)控制模具側(cè)壁與刀具的距離。五軸加工技術(shù)在工作時(shí)，是使用平面銑刀對(duì)側(cè)壁進(jìn)行切割的，這種工作方式可以提高汽車(chē)模具的生產(chǎn)質(zhì)量，同時(shí)還可以減少刀具的磨損延長(zhǎng)其使用時(shí)間。

2.1.3 模具較平的曲面加工

五軸加工技術(shù)在進(jìn)行曲面加工時(shí)與三軸加工技術(shù)不同，三軸加工技術(shù)需用球刀精銑，這道工藝可以提高模具表面質(zhì)量，但是需要增加刀路。刀路的增加會(huì)加大刀具的磨損，減少其使用時(shí)間，在一定程度生會(huì)增加公司投入成本。五軸加工技術(shù)在三軸加工技術(shù)上做了改進(jìn)，可以有效避免三軸加工技術(shù)的缺點(diǎn)。五軸加工技術(shù)在進(jìn)行加工作業(yè)時(shí)，需要先將刀具與工件對(duì)好角度再進(jìn)行作業(yè)，這樣一來(lái)可以提高工件與球頭刀之間的相對(duì)線速，增加刀具的使用壽命，減少企業(yè)資金投入，同時(shí)還可以使產(chǎn)品的加工效果更上一層樓。

2.1.4 斜面斜孔的加工

斜面斜孔的加工比較困難，孔位定位不準(zhǔn)確就會(huì)產(chǎn)生偏差，因此斜面斜孔需要精準(zhǔn)的定位。五軸加工技術(shù)利用搖擺的機(jī)床擺頭在工件垂直的方向放置主軸，可以對(duì)孔位做出精準(zhǔn)定位。

2.2 數(shù)控加工電火花技術(shù)

使用ATC（自動(dòng)電極交換裝置）后，機(jī)床開(kāi)機(jī)回到機(jī)械原點(diǎn)，將要加工的電極裝入電極庫(kù)之內(nèi)，然后將基準(zhǔn)電極插入主軸夾頭，以手動(dòng)控制的方式完成基準(zhǔn)電極中心對(duì)工件零點(diǎn)的定位，準(zhǔn)確地記憶基準(zhǔn)電極的中心偏移量。當(dāng)使用自動(dòng)編程軟件制作程序之后可以先將使用的電極號(hào)輸入，確定加工深度和執(zhí)行檢索相關(guān)的加工條件，將所有制作好的程序全部保存，再調(diào)出執(zhí)行程序后即可開(kāi)始加工過(guò)程。數(shù)控電火花機(jī)床的加工環(huán)節(jié)當(dāng)中，可自動(dòng)測(cè)量加工電極中心偏移量進(jìn)行自動(dòng)定位，保障整個(gè)自動(dòng)加工過(guò)程的正確執(zhí)行。不具備ATC電極庫(kù)的數(shù)控電火花操作過(guò)程與這一操作過(guò)程基本類(lèi)似，但涉及到中心偏移量測(cè)量的有關(guān)工作需要手動(dòng)操作，但仍然可以打破傳統(tǒng)的繁瑣加工模式。

2.3 沖壓成形計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)

冷沖壓模具是利用安裝在壓力機(jī)上的沖模對(duì)放置在內(nèi)的板料在室溫下施加變形力，使其產(chǎn)生變形，從而獲得一定形狀、尺寸和性能的產(chǎn)品零件的特殊專(zhuān)用工具。在其設(shè)計(jì)過(guò)程中，輔之以計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)不僅可以提高工藝生成速度，縮短生產(chǎn)和調(diào)試周期，使廣大工藝人員從繁瑣和重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，而且可以降低編制人員技能水平。通過(guò)計(jì)算機(jī)的模擬展開(kāi)，到后期成形回彈都有一定的計(jì)算和模擬，模具工序減少，提高生產(chǎn)效率和人員配比，以及沖壓件的合格率。數(shù)字化生產(chǎn)過(guò)程中還必須引入科學(xué)合理的設(shè)計(jì)軟件，通過(guò)這些軟件的使用來(lái)模擬板料的變形過(guò)程。

2.4 集成化系統(tǒng)

集成系統(tǒng)是汽車(chē)制造體系中的實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)，通過(guò)將信息化技術(shù)、機(jī)械技術(shù)等進(jìn)行集成，可最大限度地保證系統(tǒng)在處理信息的時(shí)效性。機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用，則是將集成系統(tǒng)作為整個(gè)汽車(chē)制造中的模塊操作核心，然后將分散在汽車(chē)各個(gè)驅(qū)動(dòng)部位的系統(tǒng)進(jìn)行綜合，以盡可能地實(shí)現(xiàn)控制層面的最優(yōu)化處理。在相關(guān)參數(shù)的設(shè)定下，整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行可保持一定的有序性、邏輯性，然后以技術(shù)基準(zhǔn)為核心，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的協(xié)調(diào)化運(yùn)作，以此來(lái)提高汽車(chē)制造質(zhì)量。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，如何提升汽車(chē)模具數(shù)控加工的效率和質(zhì)量也將成為今后工作的主要方向。從編程到加工的一系列生產(chǎn)流程都應(yīng)該按照相應(yīng)的規(guī)范和操作評(píng)價(jià)進(jìn)行，且穩(wěn)定性和可靠性良好，是未來(lái)生產(chǎn)效率提升的重要途徑和必然趨勢(shì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]袁耀鋒.汽車(chē)覆蓋件模具數(shù)控加工工藝模板開(kāi)發(fā)及應(yīng)用[J].探索科學(xué)，2016（04）：206.