数控加工在汽车模具制造中的应用分析

牛金花 曹银丽 王文鲜

摘 要：数控加工的先进性使得该技术在当前的制造业范围内得到了非常普遍的应用，尤其是在模具加工环节数控机床已经成为核心加工设备。我国汽车市场发展迅速，且近年来也会继续地保持良好而稳定的发展态势。一来我国经济将保持稳定增长趋势，二来我国财政政策的大力支持对汽车市场也会产生明确的积极作用，数控加工对汽车模具制造起到的促进效果也具有重要的现实研究意义。

关键词：数控加工;汽车模具制造;应用分析

1 现代汽车制造中机加工技术的特点

自动化流水线技术的引进。汽车工业生产的突出特征是规模化和集成化。为此，先进数控机床的引进不仅能够满足零件精度的要求，而且还与整个汽车生产线实现良好的集成，从而提高了生产效率并降低制造成本，生产出令普通民众满意的车辆产品。一百多年来，生产线一直是汽车和零部件生产方法的支柱，而现阶段中的自动化生产链其基础技术是计算机集成技术，它将工艺、物流通道和智能大数据系统统一作用到生产线中。

质量是汽车产业在市场上取得成功的核心要素。汽车由成千上万的零件构成，是高端商品之一，它是一个国家科技和工业能力的体现。美观性和稳定的运行性能还有长时间的使用周期影响着汽车的整体市场销售状况，而且汽车的安全性能直接关系到驾驶人和乘客的生命和财产安全。这对制造机床的性能提出了要求，机床的加工能力必须能够满足汽车零件所需的精度，强度和可靠性，尤其是加工的精度，这将大大的考验机床的整体加工能力。而遗憾的是目前阶段，我国目前的机床加工能力只能应用于某些非关键零件的加工或附属产品的生产。

智能大数据操作。用于收集和控制与生产过程有关的各种设备信息。计算机系统收集生产线的生产信息，实时监控机器和设备的运行状况，数控系统的运行情况以及各种材料的实际准备情况，准确控制物流信息，保证每一个产品的生产原材料供应，并提醒故障情况以实现对整个自动化生产线状况的控制。

2 数控加工在汽车模具制造中的应用

2.1 五轴加工技术在汽车模具制造中的应用

2.1.1 深腔模具的加工

常用的深腔模具加工主要有三轴、五轴加工技术，二者有一定的相同之处，同时也存在效果上的差异。在进行汽车模具制造时，要在三轴加工技术的基础上，利用五轴加工技术的深、陡进行模具加工。刀具长度的适当伸缩可以为模具创造出良好的工艺基础，同时工件和主轴头的移动、旋转，能够有效减少刀具同刀杆以及型腔壁之间产生碰撞。而碰撞的减少可以有效地提高刀具的使用寿命，同时可以减少在模具制造过程中表面的粗糙，提高模具的质量和生产效率。

2.1.2 模具侧壁的加工

在汽车模具的制造过程中，模具的侧壁受刀具长度的影响较大，一般来说侧壁深度要比刀具长度小。如果刀具过长，那汽车模具的强度就会降低，刀具过长容易出现让刀现象，则汽车模具的质量会产生下降。而五轴加工技术的工作原理与传统的制造原理不同，它是通过主轴（或工件）的摆动來控制模具侧壁与刀具的距离。五轴加工技术在工作时，是使用平面铣刀对侧壁进行切割的，这种工作方式可以提高汽车模具的生产质量，同时还可以减少刀具的磨损延长其使用时间。

2.1.3 模具较平的曲面加工

五轴加工技术在进行曲面加工时与三轴加工技术不同，三轴加工技术需用球刀精铣，这道工艺可以提高模具表面质量，但是需要增加刀路。刀路的增加会加大刀具的磨损，减少其使用时间，在一定程度生会增加公司投入成本。五轴加工技术在三轴加工技术上做了改进，可以有效避免三轴加工技术的缺点。五轴加工技术在进行加工作业时，需要先将刀具与工件对好角度再进行作业，这样一来可以提高工件与球头刀之间的相对线速，增加刀具的使用寿命，减少企业资金投入，同时还可以使产品的加工效果更上一层楼。

2.1.4 斜面斜孔的加工

斜面斜孔的加工比较困难，孔位定位不准确就会产生偏差，因此斜面斜孔需要精准的定位。五轴加工技术利用摇摆的机床摆头在工件垂直的方向放置主轴，可以对孔位做出精准定位。

2.2 数控加工电火花技术

使用ATC（自动电极交换装置）后，机床开机回到机械原点，将要加工的电极装入电极库之内，然后将基准电极插入主轴夹头，以手动控制的方式完成基准电极中心对工件零点的定位，准确地记忆基准电极的中心偏移量。当使用自动编程软件制作程序之后可以先将使用的电极号输入，确定加工深度和执行检索相关的加工条件，将所有制作好的程序全部保存，再调出执行程序后即可开始加工过程。数控电火花机床的加工环节当中，可自动测量加工电极中心偏移量进行自动定位，保障整个自动加工过程的正确执行。不具备ATC电极库的数控电火花操作过程与这一操作过程基本类似，但涉及到中心偏移量测量的有关工作需要手动操作，但仍然可以打破传统的繁琐加工模式。

2.3 冲压成形计算机辅助工程技术

冷冲压模具是利用安装在压力机上的冲模对放置在内的板料在室温下施加变形力，使其产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的特殊专用工具。在其设计过程中，辅之以计算机辅助工程技术不仅可以提高工艺生成速度，缩短生产和调试周期，使广大工艺人员从繁琐和重复的劳动中解放出来，而且可以降低编制人员技能水平。通过计算机的模拟展开，到后期成形回弹都有一定的计算和模拟，模具工序减少，提高生产效率和人员配比，以及冲压件的合格率。数字化生产过程中还必须引入科学合理的设计软件，通过这些软件的使用来模拟板料的变形过程。

2.4 集成化系统

集成系统是汽车制造体系中的实现基础，通过将信息化技术、机械技术等进行集成，可最大限度地保证系统在处理信息的时效性。机械自动化技术的应用，则是将集成系统作为整个汽车制造中的模块操作核心，然后将分散在汽车各个驱动部位的系统进行综合，以尽可能地实现控制层面的最优化处理。在相关参数的设定下，整个系统的运行可保持一定的有序性、逻辑性，然后以技术基准为核心，实现系统的协调化运作，以此来提高汽车制造质量。

3 结束语

综上所述，如何提升汽车模具数控加工的效率和质量也将成为今后工作的主要方向。从编程到加工的一系列生产流程都应该按照相应的规范和操作评价进行，且稳定性和可靠性良好，是未来生产效率提升的重要途径和必然趋势。

参考文献：

[1]袁耀锋.汽车覆盖件模具数控加工工艺模板开发及应用[J].探索科学，2016（04）：206.