機械模具加工精度控制技術研究

房增壽

（山東省輕工工程學校，山東青島 266112）

0.引言

機械模具加工的精度控制過程是一個相對漫長復雜的過程，必須要從每個環節入手強化管理，不可以放過每個細節，這樣才能夠實現精度控制水平的提升。機械模具加工的相關企業或者工作人員必須樹立較強的責任意識，并更新自身知識儲備，對相關經驗進行總結歸納，為技術進步提供參考依據。從影響模具精確度因素上進行分析，加工工藝、器具以及手段等都是其影響因素，這些看似相關性不大，然而它們之間都是相互關聯的。因此，機械模具加工工作人員必須要從全局出發，引起足夠重視，引進先進的精度控制技術，并提升技術應用水平，增強模具加工精度。

1.機械模具加工精度影響因素

1.1 加工工藝流程因素

一般情況下，機械模具需要結合用戶需求與使用單位要求進行生產，非標尺寸比較常見，難以大批量生產[1]。所以說，機械模具加工期間，相關工作人員必須要綜合考慮模具特點，并深入分析加工要求，合理選擇加工技術，在保證工藝流程規范化的基礎上，選擇配套設備。現階段，市場上存在大量模具加工新技術，也引入了一些新思維與新設備，然而若機械模具加工單位相關負責人不充分了解市場發展現狀，不從長遠發展出發充分利用新技術，不花費充足資金引進模具加工的新設備，再加上不正確認知新技術的價值，則會導致企業模具加工技術相對落后，無法滿足用戶需求。此外，即便是企業引進了新技術與新設備，但是工作人員對于設備使用不夠熟練，不了解新設備的工藝流程，則難以發揮新設備的作用，不利于加工精度的科學控制。

1.2 尺寸、形狀與位置因素

（1）尺寸精度。從定義上進行分析，尺寸精度主要是指零件實際尺寸以及理論尺寸二者的公差，是否能夠符合實際需求。在對尺寸精度進行控制的時候，必須要重視尺寸公差控制。一般情況下，尺寸公差越大，則加工精度就越低，反之，尺寸公差控制水平越高，公差越小，則精度就越高。機械模具加工期間的刀具、夾具都會影響尺寸公差[2]，如果切削量較大，且夾具固定發生了偏移或者是量具選擇不合理，都會使尺寸公差增大，最終影響加工精度。

（2）形狀精度。對于形狀精度來說，主要是指模具加工工作完成之后最終獲得的零件表面形狀與預定幾何形狀的關系。如果相似度非常大，則表示形狀精度就相對較高，反之，則說明形狀精度較低。從形狀精度影響因素上進行分析，包括直線度、平面度以及圓度等參數變化情況。形狀公差是進行形狀精度控制的重要指標，如果形狀公差變大，表示模具加工精度降低。實際工作中，相關工作人員必須要控制好形狀公差，使其數值變小，提升加工精度。

（3）位置精度。從位置精度概念上進行論述，顧名思義，位置精度反應了零件表面位置精度的密切程度。通常情況下，位置精度會受到平行度以及垂直度等因素的影響。位置公差是有效的控制指標，工作人員應該逐漸縮小位置公差，提升精度水平。

1.3 設備程序編碼因素

在科學技術日益進步發展的背景下，機械設備的相關負責人必須要重視設備創新，學會借助數控設備強化機械模具精度管理，從根本上提升加工效率，發揮數控設備的關鍵作用。具體來說，機械模具加工操作人員為了確保數控設備可以有序運行，必須要學會加工程序代碼的科學編寫，然后將編寫完成的代碼有效輸入到相應設備中[3]。然而因數控設備使用期間的部分操作人員本身技術水平不夠，而且也難以熟練掌握全面的編程知識，容易在編寫代碼中存在錯誤。基于此，機械模具加工操作人員不能夠正確應用數控設備，造成應用效率相對較低，無法發揮數控設備所具有的生產力價值，最終因程序編碼問題使加工精度下降。

1.4 加工人員綜合能力因素

從某種程度上講，加工制造人員屬于機械模具加工的一線參與者，其自身素養水平直接關系到最終成品精度情況。機械模具加工期間，任何一個加工環節的工作人員出現失誤，都可能會造成模具成品不合格，只能夠進行報廢處理。一些機械模具加工人員理論知識掌握的不夠熟練，僅僅是依靠日常工作經驗，而且終身學習意識相對來說也比較缺乏。隨著時代的發展變化，傳統形式的操作技術有的已經不能夠滿足現代用戶實際需求了，若是加工人員不能夠及時更新自己的知識儲備，不能夠及時學習新技術，缺乏創新思維，不接受專業化的技術培訓，依然是依靠傳統的工作經驗開展日常工作，則最終會產生一系列問題，嚴重影響機械模具精度[4]。此外，機械模具加工的相關工作人員的職業道德素養也會影響最終的成品精度，若工作人員態度不夠嚴謹，沒有足夠的責任心，時常抱著敷衍的心態，則操作技術使用也容易不規范，進而使加工精度降低。

2.機械模具加工精度控制技術

2.1 機械模具加工器具控制技術

對于機械加工模具來說，不僅要做到表面光潔以及結構合理，而且還應該滿足使用壽命高以及成本低的要求，最重要的一點就是尺寸要求非常高。為了將機械模具精度有效控制到規定范圍，必須要重視工藝流程的合理化，還應該正確選擇加工器具，從常用加工器具上進行分析，主要包括銑床、臺鉆以及平面磨床等。對于線切割操作來說，一般是針對小的方孔，而鉆床的作用則是用螺絲將模具配件有效固定住。相對來說，對加工精度影響最大的是夾子與鉗子等，若不能夠科學選擇夾子以及鉗子，則精度控制難度會大大增加。鉗子選擇期間，盡量選擇精度相對較高的多用模壓鉗，原因在于這種鉗子的中空腔體一側設置輔助腔體，并且兩者是聯通關系，每個角也設置了輔助腔體，從而便于彈簧安裝，使既能夠使操作靈活方便，又能夠節省時間。

2.2 機械模具加工工藝控制技術

從機械模具加工工藝角度進行分析，加工工藝具有多樣化的特點，包括車工、銑工以及鉗工等，沖壓也是最重要的加工工藝之一。同時，每個加工工藝優缺點是存在較大差異的，且適應范圍也不相同，這就代表著加工精度不同。一般情況下，車削加工精度控制為IT8～IT7，粗糙度則控制到1.6μm～0.8μm。如果是半精車或精車需要設置為高速較小的切削深度，這樣加工精度才會提升，往往控制在IT10～IT7，而粗糙度一般在10μm～0.16μm[5]。然而對于鏡面車削來說，加工精度會更高，數值在IT7～IT5。總之，無論是哪一種工藝流程，加工期間都需要綜合考慮產品要求，并對產品功能進行分析，科學明確模具質量，了解模具的具體尺寸，相對來說，玩具產品外觀高相對較高，精度要求則比較低，反之，照相機等對精度的要求非常高，加工精度將會影響到產品壽命，因此，機械模具加工期間，必須要高度重視精度控制，要求工作人員仔細觀察脫模斜度，避免因脫模斜度問題對注射情況產生不利影響，當斜度與制品成型分模保持一致的時候，才能夠有效保證尺寸精度。模型設計過程中，要求工作人員仔細觀察實物特點，然后牢記實物的幾何形狀以及尺寸等，并明確公差與設計基準等，在熟練把握技術要求等相關要求的基礎上進行設計。同時，工作人員還應該重視并掌握一些必要數據，包括投影面積、鎖摸力與模具外形尺寸等，精細核算型腔數量，從實際出發，結合具體情況具體分析，并及時優化調整，從根本上控制好設計環節的精度問題。工作人員還需要注意機械模具加工期間的關鍵步驟，那就是模胚的有效選擇，具體標準如下：模胚闊度小于等于250mm的時候可以采用工字型模胚口型。若模胚闊度控制在250mm～350mm，則可以采用直力有面板模胚，也就是T型模胚。若模胚闊度比400mm還大，并存在行位的時候，同樣需要應用直力有面板模胚，若不存在行位，則需要借助直力無面板H型模胚，與此同時添加一定的碼模坑，做到底面板存在有碼模孔[6]。如果深度控制到19mm～24mm的細水口模胚，則需要保證模胚是I字型的。一般情況下，機械模具精度控制過程中，必須要從現狀誤差出發，確保形狀誤差在合理公差范圍之內，并保證位置誤差小于尺寸公差。目前，零件形狀精度具有最高的要求，在精度控制中需要將其放置到首位，其次是位置精度，再次是尺寸精度，相關工作人員必須清楚上述精度控制順序，從根本上滿足機械模具精度要求。

2.3 機械模具加工手段控制技術

機械加工精度與各環節的加工手段息息相關，因此，相關工作人員必須要學會結合模具類型合理選擇加工手段。具體來說，按照要求的差異性，可以將加工類型進行分類，包括粗加工、精加工以及半加工，要求精加工的模具常見的有汽車模具以及飛機模具等。為了增強精加工的水平，需要有效控制好刀具以及工件之間的接觸點，通常情況下，刀具以及工件接觸點會發生變化，因曲面斜率與刀具半徑不同而不同。針對多曲面形成的復雜曲面模具加工，需要最大限度確保一個工序能夠實施連續加工，避免每個曲面分別加工，這樣就會大大減少抬刀和下刀次數。與此同時，加工期間表面斜率會不斷變化，若是工作中只重視側吃刀量，往往會帶來步距不均勻的問題，最終使加工質量下降。根據相關實踐可知，CIMATRON軟件能夠有效解決上述問題，那就是對側吃刀量進行明確的時候，合理選用Clean Between Pass對最終的步距進行提前優化調整。如果采用Pro/Engineer軟件進行處理，則一般是需要明確側吃刀量時，同步對殘留面積高度進行有效定義。實際工作中，曲面半徑與刀具半徑的關系應該是固定的，也就是兩者相差1.5倍，借助標準化數值有助于防止方向突然轉變。每次切入或者是切出工件的時候，進給方向會發生改變，工作人員應堅持原則，采用圓弧或者是曲線轉接，而不能夠直線轉接，這樣切削平穩性會更強[7]。此外，模具加工期間，各腔模具以及連板之間應該保持一定浮動量，從而增加模具開合靈活性。機械模具加工人員需要在單模與連板間預留一定空隙，一般控制到0.50mm～1.0mm，若是間隙過大，則會縮短模具壽命，若如果間隙過小，則會卡殼，影響正常工作的有序開展。

2.4 提升加工人員綜合素養水平

機械模具加工企業需要從社會發展的實際需求出發，并結合市場環境，明確發展目標，更新企業發展思想，站在長遠發展的角度強化管理，重視對設備的完善更新，具備大型機械模具制造加工能力，有效提升模具加工水平。同時，機械模具加工企業負責人應重視教育培訓，對工作人員實施技能培訓、新技術培訓以及新設備培訓等，幫助其深入了解以及熟練把握新技術操作方法，確保模具精度滿足實際應用標準。此外，機械模具企業應正確認知人才管理，制定科學化的人才管理制度，邀請具有高水平以及豐富經驗的人才進行技術交流，搭建員工學習平臺，從根本上提升工作人員綜合素養。加工企業還應從工作人員實際出發，建立健全業績考核制度，借助大量獎懲制度對員工行為進行約束，充分調動其積極性，提升工作效率。

3.結語

隨著我國機械模具加工行業發展的不斷加快，加工精準要求也日益提升。因此，機械模具加工企業必須要重視技術更新，創新加工工藝，引進新設備，在提升員工綜合素養的基礎上，做好機械模具精度控制工作，提升機械模具生產質量。