模具加工中的超差問題分析

楊江濤，李 巍，龍久坤

（中航西安飛機工業集團股份有限公司，陜西西安 710089）

1 引言

數字化技術已經廣泛應用于模具制造中，尤其是在高精尖的航空航天領域。航空航天類模具一般采用5 軸加工，且具有結構復雜、精密、種類多、單件生產、使用壽命長、工期長、材料價格昂貴等特點，所以此類模具加工起來較復雜，精度難控制，易出現尺寸超差。

航空航天類的模具雖然不是終端產品，但很多復雜的零件需依托其成型，其加工精度會影響零件的質量，交付情況也會影響航空航天產品的生產成本與制造周期[1]。

2 模具超差原因分析

模具加工超差問題嚴重影響模具交付，是拒收模具的最主要原因之一。模具加工最常見的質量缺陷問題是工件尺寸超差，進而影響模具生產的交付。因此，及時分析尺寸超差原因就顯得尤為重要，并據此提出相應改進措施，才能避免以后類似問題的出現，進而提高生產效率，保證加工質量。

圖1為模具超差原因的魚刺圖，從影響產品質量方面分析，模具超差原因包括人、機、料、法、環五個主要因素，具體分為人為因素與非人為因素兩大類。結合模具生產實踐，超差原因具體包括：①依據錯誤；②技術水平低；③操作失誤；④工藝方法問題；⑤文件理解錯誤；⑥設備問題；⑦材料、環境；⑧管理問題；⑨磨損、損壞；⑩其它等。對生產模具過程中出現的故障，具體問題應該具體分析，找出原因所在，爭取在后面的工序中改進。

圖1 模具超差原因魚刺圖

2.1 人為因素

人是導致模具加工超差的主觀因素。其人為因素包含在模具設計、工藝、制造、檢測和使用過程中，所有參與到模具生產中的人和事。

（1）設計因素：模具工裝圖紙或數模設計不合理、多次變更造成混亂。

（2）工藝人員加工方法、加工參數有誤：切削工具選用不當、加工條件選用不當、余量預留不對、加工步驟不合理。

（3）操作人員粗心大意：未做好加工前確認（包括圖面、工件、加工工具、加工條件）、數據輸入錯誤（數值輸入、程序混淆）、裝夾問題（裝夾錯誤、夾傷、傾斜）。

（4）操作人員裝夾經驗不足：多次裝夾產生誤差、裝夾方式或方法不對、裝夾力不足。

（5）檢驗人員測量方法不對：工件未仔細測量、未清除干凈就測量、測量基準有誤、測量探頭測不到位。

2.2 非人為因素

相對人為因素來說，非人為因素為客觀因素。導致模具加工超差的非人為因素涉及設備、材料和環境的各個方面。

（1）設備因素：機床加工設備出現故障，精度不夠、測量設備誤差大、輔助工具不合格。

（2）原材料：無料、材料尺寸錯誤、材質錯誤、材料疊加、運輸過程中被碰傷、原材料有缺陷，熱處理不當或加工引起材料變形[2]。

（3）環境因素：周轉過程與測量環境溫度差、突然停電、氣壓不足、噪音大、干擾多等。

3 措施

綜上所述，模具生產中的各個環節疏漏都會導致加工超差[3]。要避免模具加工超差，不僅單位要加強職工的質量意識和責任心教育、加強工作質量考核，而且需要參與模具設計、工藝、加工制造、檢測環節，以及使用過程中的職員認真仔細，做好本職工作。針對上述導致模具加工超差的因素，本文提出以下幾點措施：

（1）模具設計是制造的核心要素，設計員不僅要考慮模具設計的合理性，還要考慮模具設計之后的加工工藝和使用方法，要規范繪制圖紙，避免發出多次變更造成混亂。

（2）工藝貫穿模具制造的中間環節，開展工藝化標準工作，完善工藝規程是工藝人員首先要做的一項工作。其次，工藝人員要增強在編程方面的安全性理論檢查，要善于利用仿真軟件進行干涉過切檢查、刀長計算、線框刀路模擬、實體刀路模擬以及機床仿真等，將可能暴露出的問題解決在施工之前。

（3）加工是模具制造的重要環節，公司須對數控操作工人進行數控銑床、加工中心理論知識培訓。操作人員務必做到認真仔細，要從錯誤和失敗中總結教訓，從日常工作中積累經驗，要嚴格按照操作規程實施，保證零件加工精度。

（4）測量是模具制造的最后環節，為質量把好最后一道關。檢驗人員的測量方法要與時俱進，針對不同特點的工裝要采用不同的檢測方法，而且測量結果能經得起時間的考驗。

（5）在模具使用過程中需要定期檢查型面、線、孔是否符合使用要求，并做好維護保養，提高模具的使用壽命，若模具磨損嚴重或零件更改影響使用，則須盡快返修。

4 結束語

本文分析了模具加工過程中尺寸超差的原因，提出了減少加工超差的相關措施，能提高模具加工的合格率、減小模具的加工成本、縮短模具的生產周期。隨著航空航天產品的飛速發展，模具制造將朝著數字化、柔性化的方向發展，模具設計和制造在未來亦將發揮越來越重要的作用。