论影响模具机械加工精度的因素

朱京朴

摘要：机械加工精度是衡量机械加工水平的一个重要指标，机械加工精度指位置精度和尺寸精度，只有保证了位置精度和尺寸精度才能保证模具的配合精度，模具精度主要包括模具部件之间的配合精度。严格来讲，误差不能避免，只能减小，所以影响机械加工精度的几个方面和如何减小误差是需要我们认真思考的事情。找到了影响的因素，对症下药，提高机械加工精度。

关键词：误差；模具变形；内应力；热胀冷缩；累积误

中图分类号：TQ320.52文献标识码：A文章编号：2095-3178（2018）19-0377-02

前言：

加工精度和加工效率是机械加工永恒的追求，如何提高加工精

度，怎样避免加工误差，找出影响模具误差的因素，分别从不同方面对其进行分析讨论，避免误差，进而提高加工精度。

1设备精度

对于制造模具的工厂来说，设备主要指数控加工机床（加工中

心）、三坐标测量设备、摇臂钻、压机等设备，数控机床的主轴精度（垂直度和摆差）、机床工作台的平面度；压机设备的机床上下台面的平行度。注意机床的承重极限（最大载重量），加工过程中避免主轴探出过长影响强度。如果机床的横梁是可移动的，可以调整W轴实现来避免主轴探出过长，如果机床的横梁是固定的，需要调整垫块的高度来保证主轴探出长度。理论上要求主轴探出越短越好，探出越短主轴刚性越好，横梁的高度精度，对水平头来说，误差可以靠加工人员手动操作，减小误差。横梁的高度精度对于五面加工（万能头）的加工位置精度会造成影响，万能头比较脆弱，内部是齿轮结构，承受较大的外力之后，角度精度很容易受到影响，所以五面加工尽量避免一次切深较大的量、负载较大的加工，这样来保证角度精度，也有的工厂为了保证五面机头的角度精度，在一台五面数控机床上配置了两个五面头，粗精分开，一个只进行粗加工、另一个只做精加工，这样就能够很好的保证了五面头的角度精度，保证了加工的模具位置精度的准确性。数控机床主要是实现位置精度，重复定位等。尺寸精度主要由刀具、程序及加工人员的操作来保证的，机械部门的数控机床保证了单件模具的加工位置精度和尺寸精度，当然也需要配合三坐标等检测设备进行测量，才能更好的保证加工精度。成套模具的配合精度，需要在压机上去检测，这也就要求了压机设备的精度也必须要好，如：机床上下台面的平行度、机床台面的水平度、压机重复定位精度等。这样才能较准确的反应出模具配合精度的一个真实水平。

2模具变形

铸件的应力变形（没有完全释放应力）、装卡不合理造成的变形

（模具太高，变形/不平会将误差成倍的放大，造成安装面不平，冲头工艺尾位置度不准，影响冲头与凹模套的配合精度。摆放不合理造成的变形、模具本身结构不好造成的变形、受力过大造成的变形、热处理造成的变形、运输及吊运过程不合理造成的变形等。能够落机床床面的尽量保证落机床床面加工来减小模具变形量。装卡力度合适，不能过大，也不能过小。铸件在出铸造厂前会有一个消除应力的处理，但应力并没有完全消除。铸造厂到达车间后，需要在进行一个释放应力的过程，这期间不能对模具进行加工，粗加工完之后需要再次释放应力才能进行精加工，但是目前的项目周期要求不允许这样加工，恨不得铸件到厂后直接从运输车上卸下放到机床工作台上进行加工，这势必会造成模具加工完后的一个变形，影响了模具加工精度。其中、装卡不合理造成的变形是最多和变形量最大的，所以务必要保证按装卡规范去装卡，避免模具变形。

3加工工艺

加工工艺是模具加工中的最重要的也是起决定作用的一项技术，

加工工艺应该在模具加工工起到引领和指导的作用。一个合理的加工工艺会让模具加工进行的很流畅，加工完的模具也会有很高的精度；相反，一个不合理的加工工艺会让模具加工进行起来很困难，加工人员会感觉很蹩脚，而且加工完的模具最终的精度也无法满足使用要求。制定加工工艺的人员需要具备丰富的加工经验，合理的加工工艺聚集了很多的经验和科学道理，是一种宝贵的财富。如：精加工模具底面时，最后一刀加工需要松开压板，让模具在自由状态下加工，保证了模具底面的平面度；凸模半精完后进行淬火再精加工，避免了精完后淬火的模具变形，或者改变淬火的方法，使用激光淬火来减小模具变形；将压料芯下到模具本体里，利用本体的基准对压料芯进行加工等。都是为了保证加工精度，得到更好的结果。

4温度

热胀冷缩对于钢体来说，影响是不能忽视的。温差大对机床精度的影响（1℃的温度变化对于1m的机床太面变化为0.008mm），对于3m的机床来说，3℃的温度变化造成的误差为0.008X3X3=0.072mm。对加工模具的影响，需要恒温车间，如果没有恒温车间，那如果车间早晚的温差为3℃，那么机床的精度变化就是0.07mm，这样的误差对模具加工来说是不能接受的。

5刀具影响

这里主要讨论加工精度的问题，所以只涉及到精加工用的刀具，

如刀具的精度不夠，刀具刚度不高，韧性好导致的加工不到位（让刀）、刀具加工淬火后的模具导致的磨损等，按理论数值加工的，实际的加工结果却不到位。一方面需要开发更好的刀具来满足加工，俗话说“工欲善其事，必先利其器”就是这个道理。如导板的加工。原来加工导板用玉米铣刀精加工，需要多次加工，而且还不好保证垂直度和位置度，现在普遍采用插铣刀加工插铣加工，导板面的垂直度和位置度能够很好的得到保证，加工效率还高。另一方面就需要增加检测及测量等辅助手段，通过人为参与刀具补偿，使加工的模具符合加工公差。

6累积误差

误差是不能避免和消除的，只能尽量减小，对于模具的多工序

加工，累积误差是更加需要考虑的方面，对于拼块的模具，更要考虑如何减小累积误差，（一排10个镶块，由于加工的累积误差，不能从左到右或者从右到左这样从一头开始进行装配镶块的作业，我们需要中间镶块的定位，来保证尽可能小的累积误差）。而且还要避免单块加工，能装本体加工的尽量装本体加工，而且还要尽量整体加工（芯下到本体里加工）压料芯配合后放到上模里面，利用本体上模的基准进行加工，保证了配合精度和基准一致的原则，但势必会造成模具加工工序的增加，工序增加会增加辅助工时，辅助工时是产生不了任何价值的，也是对模具不产生影响的工时，不会使模具发生变化，所以辅助工时越少越好。累积误差可以在任何一个环节产生，所以每个环节都要保证精度，减少误差，才能保证最终的累积误差在能够接受的范围以内。当然，一部分累积误差是可以通过增加一些手段来消除的，比如，模具的加工过程中有需要五面加工的，在五面加工前可以通过增加型面检测程序来消除以前加工的工序（结构面和型面）加工中产生的误差，保证了整体的加工一致性。

7量具精度

量具需要定期的维护保养，主要是为了实现尺寸精度。量具需

要定期校验来保证精度，使用前也需要检查量具是否正常，模具加工中主要使用的量具包括环规、内径表、千分尺、游标卡尺、找正表、量规、通止规等。使用时一定要按正确的使用方法使用，才能保证检测完的精度是准确可靠的。

8人的因素

目前，数控机床已经取代普通机床，大大降低了由于人的技能

水平参差不齐的原因对于加工的影响，基本上实现了重复性和复制性生产，但是还有很多的人自身的不确定性的因素，比如，受心情好坏的影响，不容易控制的情绪等等，心无旁骛的生产和心事重重的生产效果肯定是不一样的，加工处理的产品（模具）也就不同，前者更容易加工出高品质的产品（模具）；后者则可能会产生更多的不良品（模具）。由于人与人之间的职业素养良莠不齐，人参与的环节越多，造成的不确定因素越多，所以，为了将人的因素导致的误差降到最低，一方面尽量减少人的参与比例，尽可能实现无人化加工，用这种方式尽量减少人员的因素，这种对加工工艺的要求比较高，需要比较成熟的加工工艺和高质量的程序才能保证；另一方面，对加工人员的操作技能及责任心进行提升，提高制造一线员工的受重视程度，提高他们的社会地位等方面来提升他们的责任意识和成就感。

9辅助工具

辅助工具，如垫块、对刀块、卡头等，要保证符合公差要求，

垫块使用过程中要做好保护，避免磕碰表面。定期检测是否符合公（下转第379页）