數控加工在汽車模具制造中的應用

王飛

摘 要：社會經濟的快速發展讓人們對技術水平的要求不斷提升，尤其是在現代很多產品的零部件的生產環節當中，對于模具制造的要求相對較高。文章主要對數控加工在汽車模具制造中的應用進行探討，在汽車模具制造中應用數控加工技術，在彌補傳統技術不足的同時，能夠提升產品質量。

關鍵詞：數控加工;汽車模具制造;應用分析

引言

數控加工的先進性使得該技術在當前的制造業范圍內得到了非常普遍的應用，尤其是在模具加工環節數控機床已經成為了核心加工設備。我國汽車市場發展迅速，且近年來也會繼續地保持良好而穩定的發展態勢。一來我國經濟將保持穩定增長趨勢，二來我國財政政策的大力支持對汽車市場也會產生明確的積極作用，數控加工對汽車模具制造起到的促進效果也具有重要的現實研究意義。

1數控加工的概念

數控就是使用各類數控機床，高精度的，可以加工零件（例如，可以直接將一整塊鐵銑成臉盆）也可以加工模具。既可以加工模具，也可以加工零件。通俗來講是指通過在計算機上預先編制好模具加工的每一步程序，使得設備可以按照標準化的流程自動的進行汽車模具的機械加工。現今數控機床自動化機械生產技術已經深入到我們生活的方方面面，在社會生產的諸多環節都有數控機床自動機械生產的參與。我國數控機床機械自動化行業發展迅猛，汽車制造行業數控技術以每年極快的速度遞增，數控技術編程化流水線汽車配件制造替代人工成為大勢所趨，數控技術汽車制造產業成為最具前景的發展方向。

2數控加工在模具制造中的作用

2.1有利于提高模具制造的精準度

在模具制造的過程中，要求生產出來的產品具有非常高的精準度。模具制造行業中對于模具的公差，要求不能超出1/5～1/10的范疇，特別是對于模具結合的位置上，具有更高的精度要求。在實際的生產中，相關人員的CNC加工技術安全意識淡薄，導致了在生產中操作不規范、不專心、敷衍了事的情況的出現，這種觀念極易引發安全問題，在生產中臨時頂替的現象時有發生，讓未掌握數控操作技術與操作經驗不足的人員進行生產，造成產品質量下降的情況，對生產帶來了極大的負面影響。而數控模具加工技術的應用可以很好的改善這樣的情況，從而極大提高模具生產的精度[1]。

2.2零件質量穩定

數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節技術人員失誤問題產生的概率。數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，這樣在按照規定程序進行操作時，就能夠長期穩定生產。

3汽車模具制造中數控加工的應用舉措

3.1數控車削加工技術

在汽車模具制造中，對數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，來對系統整體結構進行優化，進而高效開展相應的輔助工作。對于虛擬加工平臺而言，其是系統穩定運行的一項基礎依據，主要就是對加工過程進行仿真和對數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;之后對緊緊依據加工平臺所預測的各項條件，以應用優化算法的方式為主對參數進行優化處理，甚至也能給數控程序進行自動編輯和修改。對于整體數控程序而言，切削參數中包含的主軸轉速、進給速度等數據，都是由相應的數控指令所控制，并且背吃刀量也隱藏在數控程序中。在此種狀況下，就可以通過數控程序化的方式，對加工過程中的各項參數關系進行優化，在確定主軸的實際轉速之后就能對其他變量進行優化。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，在對數控程序進行充分應用，進而達到自動修正模塊和優化切削打參數數控程序的目的。此外， 因為在控制主軸轉速等參數期間，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化相關參數信息[2]。

3.2數控加工電火花技術

使用ATC（自動電極交換裝置）后，機床開機回到機械原點，將要加工的電極裝入電極庫之內，然后將基準電極插入主軸夾頭，以手動控制的方式完成基準電極中心對工件零點的定位，準確地記憶基準電極的中心偏移量。當使用自動編程軟件制作程序之后可以先將使用的電極號輸入，確定加工深度和執行檢索相關的加工條件，將所有制作好的程序全部保存， 再調出執行程序后即可開始加工過程。數控電火花機床的加工環節當中， 可自動測量加工電極中心偏移量進行自動定位，保障整個自動加工過程的正確執行。不具備ATC電極庫的數控電火花操作過程與這一操作過程基本類似，但涉及到中心偏移量測量的有關工作需要手動操作，但仍然可以打破傳統的繁瑣加工模式[3]。

3.3高速銑削加工技術

利用高速切削技術進行模具的制造和加工時可以有效地降低機動加工時間和加工精度，保持表面質量。大量生產實踐工作也表明，通過高速銑削加工技術和計算機輔助設計CAD可以有效地推動汽車模具制造的發展。這里以五軸聯動銑削加工為例，在該技術的支持下可以獲得良好的曲線型近似表面并保障刀具可以切到工件上的任意坐標點。與傳統的三軸聯動銑削加工進行對比，五軸聯動的主要優勢在于可以隨時調整刀具軸線的方向， 讓刀具軸線和工件表面的夾角與實際切削速度保持平衡。換言之我們可以通過有目的地改變和確定刀具方位的方式來改變原有的切削過程和幾何運動參數，然后從刀具磨損、加工過程的穩定性要求方面展開相應的優化工作。但需要注意的是銑削加工本身的數控編程方法比較復雜，對于計算機數控系統的計算能力提出了更高的要求。以機床主軸的工作過程來說，高速切削機床的轉速范圍為10000-100000m/min，主軸功率在15kW以上，高速主軸通常采取液體靜壓軸承式結構方法，配合熱油氣潤滑或噴射潤滑等技術，主軸冷卻采用主軸內部水冷/氣冷。為了滿足模具高速加工的需要， 還可使用機床驅動系統，保持良好的進給速度和加速度。高速數字控制回路能夠實現參數的前饋控制，發揮預處理功能和誤差補償功能[4]。

結束語：總之，隨著我國經濟發展水平的提升，我國汽車制造業的發展速度顯著提升，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，也為汽車更新換代加快速度創造條件。此外，數控加工技術使得企業生產進程中的自動化性能得到了全面發展，降低了人工投入的比例，減少了作業人員的高強度勞動，有效提升了生產效益。合理應用數控加工技術推動了模具制造行業的自動化發展，確保了生產過程的連續性，為汽車零部件提供了更安全、穩定、快速的生產，保證零件成形質量，提升汽車使用性能和安全可靠性。

參考文獻：

[1]陳坤.模具制造和數控加工技術的探究[J]企業科技與發展，2019，05（10）.

[2]金濤.數控加工技術與質量安全管理監督融合探究[J]現代制造技術與裝備，2020.08（15）.

[3]呼曉璐，劉素蘋.數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.

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