机械模具加工精度控制技术分析

杨春带

摘要：伴随着市场经济的持续性发展，机械模具市场需求不断提高，这也间接推动者机械模具加工技术的持续性发展。机械模具加工精度的准确控制不仅可以有效提高机械模具的市场竞争力，同时还能够显著的提升市场经济效益。对此，为了更好的推动机械生产行业长远发展，本文简要分析机械模具加工精度控制技术，希望可以为相关工作者提供理论性帮助。

关键词：机械模具；加工精度；控制技术

引言

機械模具加工的精度控制简单而言就是在机械模具加工期间，借助对机械模具加工工艺的优化选择、刀具的优化选择以及加工形状的准确控制，实现对模具加工效益的提升，提升加工的精确度与准确度。一般状况下，比较常见的机械模具加工精度控制是以工艺控制、刀具控制、程序控制等为主，借助这一些控制措施能够实现一定程度的加工精度优化，对此，探讨机械模具加工精度控制技术显得非常重要。

1.机械模具数控加工基础要求

首先，需要明确产品的基础特征。对于模具制造过程而言，不同模具在结构方面都有特殊的特征，在生产过程中并不村咋任何重复开模的问题，这对于机床控制以及数控编程等工作提出了比较苛刻的要求。假设模具的结构比较复杂，此时便需要借助其他的机械软件进行辅助性的设计，从而保障机械模具的加工精度[1]。其次，模具开发期间存在许多的不确定性因素，此时在设计时为了更好的保障产品的开发效益，需要做好产品的形式保障。在模具的开发时间以及数量方面需要做好不确定性与随机性的优化，模具的设计人员本身具备较强的适应性能力，此时为了更好的满足模具开发期间的不确定性与随机性，需要设计人员具备丰富的工作经验，能够根据实际情况随机应变。再次，误差方面的控制非常重要，对于机械模具的数控加工工作而言，精确度属于一个非常重要的基础标准，要求加工人员在模具加工期间严格控制误差的发生，其中涉及到设计与加工双方面。最后，在机械加工方面的规范化特征。普遍而言，模具内部的结构一般都比较复杂，所以在机械加工的过程中很容易发生加工不到位的现象，此时便需要借助其他的机械方式手段进行再加工。此时加工的规范化便会直接决定加工的质量精度。

2.机械模具加工精度控制技术

2.1几何误差方面的精度控制方法

加工工艺系统一般是根据相应的程序对模具进行加工，但是在加工过程中，往往会因为机床主轴、刀具的精度而影响加工模具的精度。首先，机床的主轴在加工过程中主要是起到一个传递的作用，主轴的旋转状况决定着加工与工件的相对位置，其会影响工件加工表面的整体平整程度，主轴在加工过程中很容易发生回转误差，也就是主轴在不同时间的回转轴线中偏离标准中心轴线，同时偏离形成的误差会直接体现在模具上，主轴产生的回转误差主要原因有主轴磨损、轴承匹配程度不高、主轴同轴度不高等。为了有效的预防主轴的回转误差，需要按照严格的要求完成主轴的装配，并定时做好主轴的润滑保养工作，减少主轴回转误差对于模具精度的影响[2]；其次，在刀具精度方面。刀具的精度会直接决定模具的加工精度，特别是在一些较为特殊的加工方式当中，刀具精度对工件的加工精度会呈现决定性的作用。刀具在切削的时候，切削刃、刀面和工件、切削形成的摩擦力，都会促使刀具发生磨损，在刀具磨损到一定程度之后，工件的表面粗糙程度就会越大，同时切削的颜色以及形状便会发生改变，并形成振动。刀具磨损会直接决定切削的生产效率以及加工质量、成本。为了有效的提升刀具的安装精度以及成型精度，除了在安装刀具时需要应用对刀样板或对刀显微镜，同时还可以采用新型耐磨的刀具材料，正确采用冷却润滑剂，从而减少刀具在加工过程中的磨损程度，延长刀具使用寿命。

2.2受热与受力方面的精度控制方法

机械的模具质量将会直接决定机械加工的质量以及机械的使用寿命。一些汽车模具本身就存在材料的质量问题。例如，在材料加工过程中因为受到较大的力量影响或温度影响出现变形、扭曲以及断裂问题[3]。受热与受力主要是呈现在刀具摩擦的过程中。机械加工中刀具对工件进行剪切的时候，切削和刀具摩擦会形成大量的热量，刀具在高热量的环境之下会发生热变形，同时不同材料的刀具在变形现象方面也有所不同，但是相同的是这一种变化都是由快至慢并最终趋向于稳定。因为刀具的热变形现象，工件在被切削的尺寸方面普遍会提升，从而导致工件的精度不足。在加工工艺中，需要采用合适的刀具，注重切削程度，并采用冷却控制热变形的发生，从而提高汽车模具的加工精度。在加工过程中，工件会因为切削形成的热量因素影响导致热变形的发生，同时工件的热变形会对加工的精度形成直接影响。例如，在刨床上加工长方体的锤头表面时，加工表面会因为刨刀的挤压而快速提高切削的温度，并且在工件下表面温度降低时，工件在受热不均匀的情况下会发生热变形，发生中部弯曲、上表面凸出的情况，导致切削量过多，而影响工件的整体精度。减少工件热变形的措施有两个方面，一方面是保障冷却润滑剂的合理使用，预防加工过程中温度的过多提升。另一方面是对工件非加工的其他表面进行预冷，从而减少温度差异导致的热变形状况。另外，为了保障模具的整体精度，还需要在材料方面实行相应的保护。正确的选择和实施的检测原材料是降低机械加工工艺影响因素的直接措施，同时也是提升产品质量以及降低生产成本的有效途径。在原材料选择方面，必须选择能够满足机械运行需求的材料，同时需要将这一项工作当做是核心管理工作。在材料的选择方面，最核心的便是按照机械加工工艺产品的使用需求以及性能指标等进行选择，不仅需要保障原材料的材质以及价格，同时还需要优先考虑综合性性价比，也就是在材质满足基本要求的情况下选择价格最优的材料，并考虑材质与性能等因素。想要有效的提升机械加工工艺的质量，就必须严格掌控原材料的选择关，将客户的使用体验作为首要目标，不能将目光放在经济效益方面，尤其是杜绝想要获取经济效益而以压低价格的行为。

2.3加工操作方面的精度控制方法

首先，装夹与调整。在机械加工的过程中，伴随着工序的进行对工件往往需要进行多次装夹或调整，但是在装夹与调整的过程中，因为手工操作的精度无法准确控制，很难确保工件与刀具的相对理想位置状态，装夹调整中细小的偏差便会导致工件的加工量发生变化，从而导致模具的误差扩大，降低精度。对此，在机械加工过程中，需要规范性操作，减少再装夹与调整的频率及误差，对于大批量的模具加工工艺，可以采用固定夹具或适当的辅助工具对其进行装夹与调整，从而减少装夹调整所呈现的误差。其次，测量误差。测量是工件加工过程中最为基础的步骤，其可以确保工件在加工尺寸方面的合理性，同时给予相应的调整。测量的准确性将会直接决定加工模具的整体精度，如果在测量过程中采用的测量方式不合理或无法正确使用测量工具，便会导致模具发生较大的误差。为了减少这一误差，必须规范性操作测量行为，确保量具的使用效果。

2.4优化加工期间自动化技术的应用

因为人为操作过多会导致误差问题的提高，所以在加工过程中需要不断的提高自动化、网络化程度在加工的效率以及加工质量等方面向着网络化、自动化、开发化方向发展，不仅可以显著提升机械加工制造本身的加工效率，同时还可以更好的适应并控制加工的过程，自动形成加工工艺的具体参数，实现前馈控制以及电机参数的调整，自动识别相应模型，实现简化的变成以及简化的操作等，应用自动化的自动变成以及自动化的人机界面。机械工程当中的大多数系统都需要保持较高的稳定性，同时具备较高的紧急应对能力以及恢复能力，对于系统的频率必须采取动态化的控制模式，从而保障系统的安全性。变频系统当中应用可变成的控制器和控制系统相结合的方式可以有效的改造以往的控制回路，并应用可编程控制器的方式实现对控制系统的控制，从而确保系统本身的工作正常性。PLC控制系统属于机械加工中的一种有效控制系统，是否可以正常运行会直接决定整个生产系统的稳定性与可靠性。PLC的数据输入与输出、正常启动、高速运转、中速运转、低速和输入端口的连接是分离的，其能够直接性的控制系统的启动以及初始化等操作功能，同时还能够有效的控制系统在运转时的高速、中速以及低速之间无法有效组合的问题，进而促使控制系统在工作过程中可以更好的实现多段化的速度控制效果，从而保障加工的整体精度效益。

3.结语

综上所述，为了更好的实现模具加工精度的控制效益持续提升，需要持续性的提升机械模具加工期间操作人员的专业技术水平，同时做好工具、工艺以及程序水平的优化，持续性完善加工企业内部的管理相关体系，并不断的强化加工技术的质量水平，进而实现机械模具加工精度的调整与优化，促使现代化机械生产技术得到持續提升，推动机械生产行业长远发展。

参考文献

[1]岳彩旭，朱磊，刘俊，etal.面向铣削力控制的凸曲面拼接模具硬态铣削工艺优化[J].机械科学与技术，2018，31（14）：466-467.

[2]郭伟民，李义龙，任康帅.无人值守模具孔加工的精度提升措施[J].模具技术，2018，No.214，14（04）：46-51.

[3]王兴龙，周志成，曲广吉.视觉测量误差对空间机械臂捕获目标卫星控制精度的影响分析[J].航天器工程，2017，23（3）：233-234.

（作者单位：鹿寨维安汽车配件有限责任公司）