汽車覆蓋件數控加工工藝研究

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摘要：結合汽車覆蓋件模具加工方面的研究現狀闡述了汽車覆蓋件模具數控加工工藝的重要性，分析了汽車覆蓋件模具加工的工藝要求以及模具粗加工和精加工的工藝選擇，總結了汽車覆蓋件模具數控加工工藝的規范，使汽車覆蓋件模具數控加工工藝的各項規范能夠得到進一步的完善，對實際的工作提供指導性的意見。

關鍵詞：汽車覆蓋件；模具數控；加工工藝

汽車產業作為中國重要的經濟產業，其重要地位不言而喻，隨著經濟的穩步提升，中國的汽車市場暴漲，未來中國的汽車市場發展前景一片光明。而汽車覆蓋件作為汽車重要的組成部分，關鍵就在于汽車覆蓋件模具的開發以及加工方面。汽車覆蓋件不管是從造型設計、工藝要求、模具結構等都是一個非常復雜的過程，汽車覆蓋件加工制造的質量直接影響汽車覆蓋件的質量，因此汽車覆蓋件模具是汽車制造中最基本的工藝之一。

1汽車覆蓋件模具數控加工工藝的重要性

汽車覆蓋件模具作為汽車制造的重要裝備，開發與加工更是占據著關鍵地位，在實際的加工制造過程中，仍然會存在一些質量上以及效率上的問題，比如數控機床選型與分工的不合理性、工人的文化素質偏低、加工程序編制水平低等[1]，這些是目前一些公司進行汽車覆蓋件模具數控加工制造時存在的一些客觀上的問題。提高汽車覆蓋件模具的加工質量與生產效率，解決公司內部的問題，積極面對市場的競爭，是解決以上問題的針對性措施。合理選擇數控機床，特別是刀具的選擇，要盡量做到合理使用刀具；組織專業人員對工人進行專業的培訓，為其講解數控機床的工作原理以及加工程序編制的專業知識，提高數控操作工人的綜合素養，挖掘員工潛在的能力；數控加工程序編制是提高汽車覆蓋件質量的關鍵，也是本文需要闡述的重點，更是決定了汽車覆蓋件模具數控加工工藝的工作效率。

2汽車覆蓋件

2.1汽車覆蓋件的組成。汽車覆蓋件是指用金屬薄板進行沖壓，形成駕駛室，并覆蓋發動機和零部件。汽車覆蓋件的設計不僅要美觀，要需要有一定的功能性與結構性，強度與剛度要達到相關的要求。汽車覆蓋件由前圍總成、骨架總成、頂蓋總成、后圍總成、駕駛室頂蓋、門窗框組成，如圖1所示[2]。2.2汽車覆蓋件的質量要求。汽車覆蓋件要保證尺寸精度、形狀精度、表面質量、剛性以及工藝性的質量特點，汽車覆蓋件不僅需要很高的尺寸精度，還需要非常高的形狀精度，這兩點的要求都較高，尺寸精度包含了汽車覆蓋見的輪廓尺寸、孔位尺寸以及局部尺寸，要保證在組裝過程中準確性；汽車外覆蓋件的表面不允許出現褶皺[3]、擦傷等缺陷，特別是針對轎車設計；覆蓋件在成型時要保持足夠的塑形與剛度，減少噪音；過硬的工藝性是保證汽車覆蓋件質量的硬道理，其中拉延工藝性的好壞直接決定了覆蓋件形狀的美觀性，良好的工藝性對于汽車覆蓋件的結構而言非常重要。2.3汽車覆蓋件模具制造中的數控加工技術。數控加工技術是將計算機技術引入到數控機床加工零部件的傳統機械制造領域中，數控機床的誕生是現代制造與傳統機械加工的重要分界線[4]，而汽車覆蓋件模具加工更是由傳統人工的加工制造過渡到現代化的高效率階段。隨著數控機床功能的不斷完善，數控加工已經成為了加工復雜零部件的重要手段。數控加工利用數學知識，能夠達到非常精確的數據，通過加工程序控制刀具的加工方向，降低加工成本，提高工作效率。因此，將數控加工技術應用到汽車覆蓋件的模具制造中，是機械制造業發展階段中最重要的一項舉措。

3汽車覆蓋件模具數控加工工藝

3.1汽車覆蓋件模具數控加工。汽車覆蓋件模具數控加工流程如圖2所示。主要是通過CAD/CAM軟件獲取汽車覆蓋件模具模型，選擇相關的處理程序生成能夠直接使用的數控加工程序。圖3為汽車覆蓋件模具數控加工工藝流程圖[5]，粗加工階段與精加工階段的追求目標不同，前者以加工效率為主，后者以加工質量為主，因此，汽車覆蓋件模具加工要根據不同的加工階段合理選擇加工工藝。數控加工工藝通過粗加工與精加工能夠保證汽車覆蓋件模具數控的加工效率與加工質量，通過分析汽車覆蓋件的圖紙要能夠更加明確加工的內容，確定數控機床的加工程序；確定零件的定位以及參數，分析各個不同的工序的加工誤差等[6]。3.2汽車覆蓋件模具數控加工工藝的相關參數。3.2.1粗加工工藝。汽車覆蓋件模具粗加工的目的是將多余的材料從毛坯上切除，其主要的參數特點為：粗加工階段切削量龐大，要根據相關的規范進行去除才能夠提高工作效率；簡化計算模型，為后續的精加工留出足夠的加工量，在粗加工階段需要對加工模型進行簡化，這樣才能夠提高工作效率；選擇不同的走刀方式時，要盡可能的減少刀位的運動軌跡，縮短加工的時間，結合實際情況有針對性的規劃區域的走刀方向。切削量的選擇中，要對切削的速度進行確定[7]，因為切削量對模具的質量以及加工成本都非常重要，因此要考慮到一些工藝因素：在進行一切生產活動時都要考慮到經濟因素，切削量的不同組合將會直接影響加工的成本；去除毛坯上多余的材料需要由幾何因素決定，要考慮到毛坯的尺寸和精度；在一定的條件下，要考慮到工件的材料以及機床等物理因素；而工藝因素作為切削量的重要因素，要保證較高的金屬切除率，即：ZW=1000×VC×f×ap（1）因VC、f、ap與ZW是一個等效的關系，對耐用度的影響也會逐漸減小，因此在選擇切掉量時，不僅需要考慮到切削的深度，還要考慮到切削的速度以及對機床的約束力。在考慮到經濟因素、幾何因素、物理因素以及工藝因素的基礎上，要根據刀具的規格確定刀具的直徑以及切削的速度，并帶入帶公式中：n=1000VcπD（2）Vf=znfz（3）f=zfz（4）上述公式中，D表示直徑；z表示刃數；Vc表示速度，fz表示進給量。公式（2）表示主軸轉速；公式（3）表示進給速度；公式（4）表示進給量。3.2.2精加工工藝。汽車覆蓋件模具的參數特點為：精加工工藝的好壞將直接影響到覆蓋件成品的質量；干涉判斷對于曲面加工較為重要；精加工與粗加工不同，加工量小，余量均勻，能夠滿足一定的要求，但是軌跡較長，需要注意加工的效率。精加工工藝參數中也要考慮到刀具的直徑以及切削的用量。精加工中，在進行切削用量選擇時，不僅要保證零件的加工進度，還要保證零件的質量以及刀具的耐用性，綜合考慮以上幾點能夠獲得較高的生產效率。切削精加工要選擇較小的切削深度，這樣做的目的是能夠充分保證加工的精度；進給量的大小需要按照粗糙度進行選擇；切削的速度要避開積屑瘤區域，較高的切削速度要選擇硬質合金刀具，而角度的切削速度需要選擇高速的鋼刀具，證明了不同的切削速度要選擇不同的刀具進行精加工。切削時，要考慮到現有機床的耐熱性[8]，適當改進刀具的結構，正確選擇切削液，對工件材料的切削進行改善；使用功率大且性能好的機床，采用高速的切削方式，這樣能夠提高加工的效率。精加工的切削深度會受到外界的限制，比如工件余量、進給量等，而進給量又會受到光潔度的限制。因此，用公式Vt>Vp>Vc進行表示切削的速度，該公式表示最高生產率的切削速度大于最小成本的切削速度與最大利潤時的切削速度。影響最佳切削速度的因素是進給量，當進給量大時會切削速度會減小，從而能夠獲得更大的生產效率，節約生產升本，因此在選擇切削用量時，要盡量選擇大的進給量。

4汽車覆蓋件模具數控加工工藝的規范

4.1汽車覆蓋件模具數控加工提高工作效率規范。縮短汽車覆蓋件模具的制造周期是為新型產品搶占市場先機的關鍵，提高汽車覆蓋件模具數控加工的工作效率，企業需要具備良好的工藝技術；能夠正確選擇合理的刀具，縮短粗加工的時間；盡量采用高速加工進行精加工，這樣能夠提高工作效率，縮短周期；采用更精準的清角方法以及換刀輔助的時間；根據不同的工序選擇不同的加工參數；減少加工的范圍；加強數控加工軟件的技術研發。4.2汽車覆蓋件模具數控加工編程規范。汽車覆蓋件模具的加工制造對于產品的開發與設計、工藝的選擇與分析、加工的程序編程方面都有著非常高的要求，最后才能夠得到工藝完整、質量過硬的汽車覆蓋件模具，而數控加工程序編制與汽車覆蓋件模具的質量有著直接的關系，要規范數控加工的編程標準，省去調試、打磨的過程，提高覆蓋件的加工效率，而編程工作人員的工作水平將直接影響覆蓋件的質量，因此，規范數據加工編程規范非常有必要。

5結語

加工工藝的設計是一項復雜且長久的工作，加工工藝需要根據不同的加工設備與制造化勁進行變化，要不斷完善汽車覆蓋件的工藝技術，技術人員需要在實際的工作中不斷完善工藝技術，利用可視化的二次開發工具對汽車覆蓋件模具數控加工工藝進行設計，通過可視化的圖形設計避免因為人為因素造成的影響。

作者:郭寧利 單位:寶雞職業技術學院