黃曉泳

摘 要：提高模具的表面質(zhì)量是模具制造的重要目標，數(shù)控技術是一種利用數(shù)字化信息來控制機床運動和加工過程的技術，它具有高精度、高效率、高自動化和高靈活性的特點，能夠滿足模具加工的多樣化和復雜化的需求。文章主要研究了數(shù)控技術在模具表面質(zhì)量控制與改進方面的原理和方法，并通過一個汽車零件模具的實例進行了驗證和分析。

關鍵詞： 數(shù)控技術；模具表面；質(zhì)量改進

1 引言

模具在現(xiàn)代工業(yè)中有著不可替代的作用，它的質(zhì)量水平直接關系到產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。對模具表面進行有效的控制和改進是提高模具質(zhì)量的關鍵，研究主要探討了數(shù)控技術在模具表面質(zhì)量控制與改進方面的應用原理和實施方法，以供參考。

2 數(shù)控技術的模具表面質(zhì)量控制與改進原理

模具表面質(zhì)量是影響模具使用壽命和產(chǎn)品質(zhì)量的重要因素，因此，對模具表面進行有效的控制和改進是數(shù)控技術的重要目標。數(shù)控技術是一種利用數(shù)字化信息來控制機床運動和加工過程的技術，它具有高精度、高效率、高自動化和高靈活性的特點，能夠滿足模具加工的多樣化和復雜化的需求。數(shù)控編程是數(shù)控加工的基礎，它決定了數(shù)控機床的運動軌跡和加工參數(shù)，從而影響模具表面的形狀和粗糙度。為了提高模具表面質(zhì)量，數(shù)控編程應該根據(jù)模具的結構、材料、加工工藝和質(zhì)量要求，合理選擇加工路線、刀具、切削量、進給速度和切削液等，避免出現(xiàn)過切、欠切、振動和熱變形等問題。而數(shù)控機床則是數(shù)控加工的執(zhí)行機構，它的性能和精度直接影響模具表面的加工質(zhì)量[1]。為了提高模具表面質(zhì)量，數(shù)控機床應該具有高速、高精度、高穩(wěn)定性和高可靠性的特點，同時，應該定期對數(shù)控機床進行檢測、校準和維護，保證其工作狀態(tài)良好，消除誤差和偏差。

3 模具表面質(zhì)量利用數(shù)控技術進行控制與改進的方法

模具表面質(zhì)量是影響模具使用壽命和加工質(zhì)量的重要因素，因此需要采用有效的方法來控制和改進模具表面質(zhì)量。例如，數(shù)控磨削技術是一種利用數(shù)控機床和磨削工具對模具表面進行精密加工的方法，可以有效地提高模具表面的光潔度和幾何精度，減少表面缺陷和應力集中，延長模具的使用壽命。數(shù)控磨削技術可以根據(jù)模具的形狀和尺寸，自動選擇合適的磨削參數(shù)和路徑，實現(xiàn)高效、穩(wěn)定和靈活的磨削加工。數(shù)控磨削技術主要包括數(shù)控平面磨削、數(shù)控圓柱磨削、數(shù)控曲面磨削等，適用于各種類型的模具表面加工。同時，數(shù)控電解加工技術也是常用方法之一。其主要利用電解液作為介質(zhì)，通過數(shù)控機床控制電極和模具之間的相對運動，利用電解反應對模具表面進行加工，可以有效地改善模具表面的硬度、耐磨性和抗腐蝕性，增加模具的使用壽命。數(shù)控電解加工技術可以根據(jù)模具的材料和表面要求，自動選擇合適的電解液和電解參數(shù)，實現(xiàn)高精度、高效率和低損耗的電解加工。數(shù)控電解加工技術主要包括數(shù)控電解磨削、數(shù)控電解拋光、數(shù)控電解復合加工等，適用于各種類型的模具表面加工。另外，還有數(shù)控激光加工技術方案，其需要利用數(shù)控機床控制激光束對模具表面進行加工，可以有效地改變模具表面的微觀結構和性能，提高模具表面的強度、韌性和耐磨性，增加模具的使用壽命。數(shù)控激光加工技術可以根據(jù)模具的形狀和尺寸，自動選擇合適的激光參數(shù)和路徑，實現(xiàn)高質(zhì)量、高效率和低成本的激光加工[2]。數(shù)控激光加工技術主要包括數(shù)控激光熔覆、數(shù)控激光淬火、數(shù)控激光合金化等，適用于各種類型的模具表面加工。可以認為，數(shù)控技術是一種先進的模具表面質(zhì)量控制與改進的方法，可以根據(jù)模具的不同要求，選擇合適的數(shù)控加工方式，實現(xiàn)模具表面質(zhì)量的提高和優(yōu)化，從而提高模具的使用效果和經(jīng)濟效益。

4 實例分析

為了驗證數(shù)控技術在模具表面質(zhì)量控制與改進方面的應用效果，本文選擇了一個汽車零件模具作為實例進行分析。該模具主要由上模、下模和滑塊組成，用于生產(chǎn)汽車發(fā)動機罩。其對于表面質(zhì)量的要求較高，因為它直接影響到汽車的外觀和性能。在控制改進過程中，首先研究根據(jù)模具的設計圖紙，采用數(shù)控銑削加工制造技術，對模具的各個部件進行粗加工和精加工，保證模具的尺寸精度和形狀精度。在加工過程中，選擇合適的刀具、切削參數(shù)和走刀路徑，避免刀具的磨損和振動，減少加工誤差和表面粗糙度。同時，利用數(shù)控機床的自動換刀功能，提高加工效率和靈活性。粗加工時，選擇直徑為16mm的硬質(zhì)合金端銑刀，切削速度為200m/min，進給速度為0.1mm/r，切深為5mm，切寬為8mm，走刀路徑為等高線走刀，以快速去除多余的毛坯材料。精加工時，選擇直徑為8mm的硬質(zhì)合金端銑刀，切削速度為300m/min，進給速度為0.05mm/r，切深為1mm，切寬為2mm，走刀路徑為螺旋線走刀，以提高加工精度和表面光潔度。

對于模具的曲面部分，則采用數(shù)控電火花加工技術，對模具進行精細化的表面處理，提高模具的表面光潔度和耐磨性。在電火花加工過程中，需要選擇合適的電極材料、放電參數(shù)和加工方式，控制電火花的能量和頻率，避免過燒和裂紋的產(chǎn)生，保證模具的表面質(zhì)量和壽命。還需要利用數(shù)控電火花機床的自動調(diào)整功能，實現(xiàn)電極的自動補償和修整，提高加工精度和穩(wěn)定性。本次加工電極材料選擇石墨，因為石墨具有良好的導電性、耐熱性和抗氧化性，能夠減少電極的磨損和變形，提高電火花加工的效率和質(zhì)量。放電參數(shù)選擇脈沖電壓為100V，脈沖電流為10A，脈沖頻率為10kHz，脈沖占空比為50%，以保證電火花的穩(wěn)定和均勻，避免產(chǎn)生大的放電間隙和放電能量，導致模具表面過燒和裂紋。加工方式選擇電火花鏡面加工，即在電極和模具表面之間保持極小的放電間隙（約0.01mm），以實現(xiàn)高精度和高光潔度的表面加工，使模具表面的粗糙度達到Ra0.2μm以下。

模具的裝配和調(diào)試則采用數(shù)控檢測技術，對模具的各個部件進行全面的檢測和評價，確保模具的配合精度和運動精度。檢測儀器選擇三坐標測量機，因為三坐標測量機具有高精度、高效率和高靈活性的特點，能夠對模具的各個部件進行全方位的檢測和評價，提供準確的數(shù)據(jù)和圖形信息。檢測方法選擇觸發(fā)式測頭，因為觸發(fā)式測頭具有結構簡單、測量速度快、測量范圍廣的優(yōu)點，能夠對模具的各種形狀和位置進行有效的測量，適用于模具的尺寸、形狀和位置的檢測。檢測程序選擇自動編程，因為自動編程能夠根據(jù)模具的三維模型和檢測要求，自動生成檢測程序和檢測路徑，減少人為的干預和誤差，提高檢測的效率和準確性。

通過上述的數(shù)控加工過程，可以看出，數(shù)控技術在模具表面質(zhì)量控制與改進方面具有明顯的優(yōu)勢，能夠有效地提高模具的加工質(zhì)量和效率，滿足汽車零件模具的生產(chǎn)要求，為汽車制造業(yè)提供強有力的技術支撐。

5結語

研究結果表明，數(shù)控技術能夠有效地提高模具表面的光潔度和幾何精度，減少表面缺陷和應力集中，延長模具的使用壽命。數(shù)控技術在模具表面質(zhì)量控制與改進方面具有明顯的優(yōu)勢，為模具制造業(yè)提供了強有力的技術支撐。

參考文獻

[1]韋林，田仕興.基于某零件的工藝改進技術研究[J].機電元件，2021，41（03）：39-41+44.

[2]別玉娟，劉曉潔，蔣顏.機械模具加工精度影響因素及改進策略探究[J].內(nèi)燃機與配件，2021，（07）：115-116.