机械模具加工精度控制技术研究

2022-11-15房增寿

中国科技纵横 2022年3期

房增寿

（山东省轻工工程学校，山东青岛 266112）

0.引言

机械模具加工的精度控制过程是一个相对漫长复杂的过程，必须要从每个环节入手强化管理，不可以放过每个细节，这样才能够实现精度控制水平的提升。机械模具加工的相关企业或者工作人员必须树立较强的责任意识，并更新自身知识储备，对相关经验进行总结归纳，为技术进步提供参考依据。从影响模具精确度因素上进行分析，加工工艺、器具以及手段等都是其影响因素，这些看似相关性不大，然而它们之间都是相互关联的。因此，机械模具加工工作人员必须要从全局出发，引起足够重视，引进先进的精度控制技术，并提升技术应用水平，增强模具加工精度。

1.机械模具加工精度影响因素

1.1 加工工艺流程因素

一般情况下，机械模具需要结合用户需求与使用单位要求进行生产，非标尺寸比较常见，难以大批量生产[1]。所以说，机械模具加工期间，相关工作人员必须要综合考虑模具特点，并深入分析加工要求，合理选择加工技术，在保证工艺流程规范化的基础上，选择配套设备。现阶段，市场上存在大量模具加工新技术，也引入了一些新思维与新设备，然而若机械模具加工单位相关负责人不充分了解市场发展现状，不从长远发展出发充分利用新技术，不花费充足资金引进模具加工的新设备，再加上不正确认知新技术的价值，则会导致企业模具加工技术相对落后，无法满足用户需求。此外，即便是企业引进了新技术与新设备，但是工作人员对于设备使用不够熟练，不了解新设备的工艺流程，则难以发挥新设备的作用，不利于加工精度的科学控制。

1.2 尺寸、形状与位置因素

（1）尺寸精度。从定义上进行分析，尺寸精度主要是指零件实际尺寸以及理论尺寸二者的公差，是否能够符合实际需求。在对尺寸精度进行控制的时候，必须要重视尺寸公差控制。一般情况下，尺寸公差越大，则加工精度就越低，反之，尺寸公差控制水平越高，公差越小，则精度就越高。机械模具加工期间的刀具、夹具都会影响尺寸公差[2]，如果切削量较大，且夹具固定发生了偏移或者是量具选择不合理，都会使尺寸公差增大，最终影响加工精度。

（2）形状精度。对于形状精度来说，主要是指模具加工工作完成之后最终获得的零件表面形状与预定几何形状的关系。如果相似度非常大，则表示形状精度就相对较高，反之，则说明形状精度较低。从形状精度影响因素上进行分析，包括直线度、平面度以及圆度等参数变化情况。形状公差是进行形状精度控制的重要指标，如果形状公差变大，表示模具加工精度降低。实际工作中，相关工作人员必须要控制好形状公差，使其数值变小，提升加工精度。

（3）位置精度。从位置精度概念上进行论述，顾名思义，位置精度反应了零件表面位置精度的密切程度。通常情况下，位置精度会受到平行度以及垂直度等因素的影响。位置公差是有效的控制指标，工作人员应该逐渐缩小位置公差，提升精度水平。

1.3 设备程序编码因素

在科学技术日益进步发展的背景下，机械设备的相关负责人必须要重视设备创新，学会借助数控设备强化机械模具精度管理，从根本上提升加工效率，发挥数控设备的关键作用。具体来说，机械模具加工操作人员为了确保数控设备可以有序运行，必须要学会加工程序代码的科学编写，然后将编写完成的代码有效输入到相应设备中[3]。然而因数控设备使用期间的部分操作人员本身技术水平不够，而且也难以熟练掌握全面的编程知识，容易在编写代码中存在错误。基于此，机械模具加工操作人员不能够正确应用数控设备，造成应用效率相对较低，无法发挥数控设备所具有的生产力价值，最终因程序编码问题使加工精度下降。

1.4 加工人员综合能力因素

从某种程度上讲，加工制造人员属于机械模具加工的一线参与者，其自身素养水平直接关系到最终成品精度情况。机械模具加工期间，任何一个加工环节的工作人员出现失误，都可能会造成模具成品不合格，只能够进行报废处理。一些机械模具加工人员理论知识掌握的不够熟练，仅仅是依靠日常工作经验，而且终身学习意识相对来说也比较缺乏。随着时代的发展变化，传统形式的操作技术有的已经不能够满足现代用户实际需求了，若是加工人员不能够及时更新自己的知识储备，不能够及时学习新技术，缺乏创新思维，不接受专业化的技术培训，依然是依靠传统的工作经验开展日常工作，则最终会产生一系列问题，严重影响机械模具精度[4]。此外，机械模具加工的相关工作人员的职业道德素养也会影响最终的成品精度，若工作人员态度不够严谨，没有足够的责任心，时常抱着敷衍的心态，则操作技术使用也容易不规范，进而使加工精度降低。

2.机械模具加工精度控制技术

2.1 机械模具加工器具控制技术

对于机械加工模具来说，不仅要做到表面光洁以及结构合理，而且还应该满足使用寿命高以及成本低的要求，最重要的一点就是尺寸要求非常高。为了将机械模具精度有效控制到规定范围，必须要重视工艺流程的合理化，还应该正确选择加工器具，从常用加工器具上进行分析，主要包括铣床、台钻以及平面磨床等。对于线切割操作来说，一般是针对小的方孔，而钻床的作用则是用螺丝将模具配件有效固定住。相对来说，对加工精度影响最大的是夹子与钳子等，若不能够科学选择夹子以及钳子，则精度控制难度会大大增加。钳子选择期间，尽量选择精度相对较高的多用模压钳，原因在于这种钳子的中空腔体一侧设置辅助腔体，并且两者是联通关系，每个角也设置了辅助腔体，从而便于弹簧安装，使既能够使操作灵活方便，又能够节省时间。

2.2 机械模具加工工艺控制技术

从机械模具加工工艺角度进行分析，加工工艺具有多样化的特点，包括车工、铣工以及钳工等，冲压也是最重要的加工工艺之一。同时，每个加工工艺优缺点是存在较大差异的，且适应范围也不相同，这就代表着加工精度不同。一般情况下，车削加工精度控制为IT8～IT7，粗糙度则控制到1.6μm～0.8μm。如果是半精车或精车需要设置为高速较小的切削深度，这样加工精度才会提升，往往控制在IT10～IT7，而粗糙度一般在10μm～0.16μm[5]。然而对于镜面车削来说，加工精度会更高，数值在IT7～IT5。总之，无论是哪一种工艺流程，加工期间都需要综合考虑产品要求，并对产品功能进行分析，科学明确模具质量，了解模具的具体尺寸，相对来说，玩具产品外观高相对较高，精度要求则比较低，反之，照相机等对精度的要求非常高，加工精度将会影响到产品寿命，因此，机械模具加工期间，必须要高度重视精度控制，要求工作人员仔细观察脱模斜度，避免因脱模斜度问题对注射情况产生不利影响，当斜度与制品成型分模保持一致的时候，才能够有效保证尺寸精度。模型设计过程中，要求工作人员仔细观察实物特点，然后牢记实物的几何形状以及尺寸等，并明确公差与设计基准等，在熟练把握技术要求等相关要求的基础上进行设计。同时，工作人员还应该重视并掌握一些必要数据，包括投影面积、锁摸力与模具外形尺寸等，精细核算型腔数量，从实际出发，结合具体情况具体分析，并及时优化调整，从根本上控制好设计环节的精度问题。工作人员还需要注意机械模具加工期间的关键步骤，那就是模胚的有效选择，具体标准如下：模胚阔度小于等于250mm的时候可以采用工字型模胚口型。若模胚阔度控制在250mm～350mm，则可以采用直力有面板模胚，也就是T型模胚。若模胚阔度比400mm还大，并存在行位的时候，同样需要应用直力有面板模胚，若不存在行位，则需要借助直力无面板H型模胚，与此同时添加一定的码模坑，做到底面板存在有码模孔[6]。如果深度控制到19mm～24mm的细水口模胚，则需要保证模胚是I字型的。一般情况下，机械模具精度控制过程中，必须要从现状误差出发，确保形状误差在合理公差范围之内，并保证位置误差小于尺寸公差。目前，零件形状精度具有最高的要求，在精度控制中需要将其放置到首位，其次是位置精度，再次是尺寸精度，相关工作人员必须清楚上述精度控制顺序，从根本上满足机械模具精度要求。

2.3 机械模具加工手段控制技术

机械加工精度与各环节的加工手段息息相关，因此，相关工作人员必须要学会结合模具类型合理选择加工手段。具体来说，按照要求的差异性，可以将加工类型进行分类，包括粗加工、精加工以及半加工，要求精加工的模具常见的有汽车模具以及飞机模具等。为了增强精加工的水平，需要有效控制好刀具以及工件之间的接触点，通常情况下，刀具以及工件接触点会发生变化，因曲面斜率与刀具半径不同而不同。针对多曲面形成的复杂曲面模具加工，需要最大限度确保一个工序能够实施连续加工，避免每个曲面分别加工，这样就会大大减少抬刀和下刀次数。与此同时，加工期间表面斜率会不断变化，若是工作中只重视侧吃刀量，往往会带来步距不均匀的问题，最终使加工质量下降。根据相关实践可知，CIMATRON软件能够有效解决上述问题，那就是对侧吃刀量进行明确的时候，合理选用Clean Between Pass对最终的步距进行提前优化调整。如果采用Pro/Engineer软件进行处理，则一般是需要明确侧吃刀量时，同步对残留面积高度进行有效定义。实际工作中，曲面半径与刀具半径的关系应该是固定的，也就是两者相差1.5倍，借助标准化数值有助于防止方向突然转变。每次切入或者是切出工件的时候，进给方向会发生改变，工作人员应坚持原则，采用圆弧或者是曲线转接，而不能够直线转接，这样切削平稳性会更强[7]。此外，模具加工期间，各腔模具以及连板之间应该保持一定浮动量，从而增加模具开合灵活性。机械模具加工人员需要在单模与连板间预留一定空隙，一般控制到0.50mm～1.0mm，若是间隙过大，则会缩短模具寿命，若如果间隙过小，则会卡壳，影响正常工作的有序开展。

2.4 提升加工人员综合素养水平

机械模具加工企业需要从社会发展的实际需求出发，并结合市场环境，明确发展目标，更新企业发展思想，站在长远发展的角度强化管理，重视对设备的完善更新，具备大型机械模具制造加工能力，有效提升模具加工水平。同时，机械模具加工企业负责人应重视教育培训，对工作人员实施技能培训、新技术培训以及新设备培训等，帮助其深入了解以及熟练把握新技术操作方法，确保模具精度满足实际应用标准。此外，机械模具企业应正确认知人才管理，制定科学化的人才管理制度，邀请具有高水平以及丰富经验的人才进行技术交流，搭建员工学习平台，从根本上提升工作人员综合素养。加工企业还应从工作人员实际出发，建立健全业绩考核制度，借助大量奖惩制度对员工行为进行约束，充分调动其积极性，提升工作效率。