汽车覆盖件数控加工工艺研究

摘要：结合汽车覆盖件模具加工方面的研究现状阐述了汽车覆盖件模具数控加工工艺的重要性，分析了汽车覆盖件模具加工的工艺要求以及模具粗加工和精加工的工艺选择，总结了汽车覆盖件模具数控加工工艺的规范，使汽车覆盖件模具数控加工工艺的各项规范能够得到进一步的完善，对实际的工作提供指导性的意见。

关键词：汽车覆盖件；模具数控；加工工艺

汽车产业作为中国重要的经济产业，其重要地位不言而喻，随着经济的稳步提升，中国的汽车市场暴涨，未来中国的汽车市场发展前景一片光明。而汽车覆盖件作为汽车重要的组成部分，关键就在于汽车覆盖件模具的开发以及加工方面。汽车覆盖件不管是从造型设计、工艺要求、模具结构等都是一个非常复杂的过程，汽车覆盖件加工制造的质量直接影响汽车覆盖件的质量，因此汽车覆盖件模具是汽车制造中最基本的工艺之一。

1汽车覆盖件模具数控加工工艺的重要性

汽车覆盖件模具作为汽车制造的重要装备，开发与加工更是占据着关键地位，在实际的加工制造过程中，仍然会存在一些质量上以及效率上的问题，比如数控机床选型与分工的不合理性、工人的文化素质偏低、加工程序编制水平低等[1]，这些是目前一些公司进行汽车覆盖件模具数控加工制造时存在的一些客观上的问题。提高汽车覆盖件模具的加工质量与生产效率，解决公司内部的问题，积极面对市场的竞争，是解决以上问题的针对性措施。合理选择数控机床，特别是刀具的选择，要尽量做到合理使用刀具；组织专业人员对工人进行专业的培训，为其讲解数控机床的工作原理以及加工程序编制的专业知识，提高数控操作工人的综合素养，挖掘员工潜在的能力；数控加工程序编制是提高汽车覆盖件质量的关键，也是本文需要阐述的重点，更是决定了汽车覆盖件模具数控加工工艺的工作效率。

2汽车覆盖件

2.1汽车覆盖件的组成。汽车覆盖件是指用金属薄板进行冲压，形成驾驶室，并覆盖发动机和零部件。汽车覆盖件的设计不仅要美观，要需要有一定的功能性与结构性，强度与刚度要达到相关的要求。汽车覆盖件由前围总成、骨架总成、顶盖总成、后围总成、驾驶室顶盖、门窗框组成，如图1所示[2]。2.2汽车覆盖件的质量要求。汽车覆盖件要保证尺寸精度、形状精度、表面质量、刚性以及工艺性的质量特点，汽车覆盖件不仅需要很高的尺寸精度，还需要非常高的形状精度，这两点的要求都较高，尺寸精度包含了汽车覆盖见的轮廓尺寸、孔位尺寸以及局部尺寸，要保证在组装过程中准确性；汽车外覆盖件的表面不允许出现褶皱[3]、擦伤等缺陷，特别是针对轿车设计；覆盖件在成型时要保持足够的塑形与刚度，减少噪音；过硬的工艺性是保证汽车覆盖件质量的硬道理，其中拉延工艺性的好坏直接决定了覆盖件形状的美观性，良好的工艺性对于汽车覆盖件的结构而言非常重要。2.3汽车覆盖件模具制造中的数控加工技术。数控加工技术是将计算机技术引入到数控机床加工零部件的传统机械制造领域中，数控机床的诞生是现代制造与传统机械加工的重要分界线[4]，而汽车覆盖件模具加工更是由传统人工的加工制造过渡到现代化的高效率阶段。随着数控机床功能的不断完善，数控加工已经成为了加工复杂零部件的重要手段。数控加工利用数学知识，能够达到非常精确的数据，通过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，将数控加工技术应用到汽车覆盖件的模具制造中，是机械制造业发展阶段中最重要的一项举措。

3汽车覆盖件模具数控加工工艺

3.1汽车覆盖件模具数控加工。汽车覆盖件模具数控加工流程如图2所示。主要是通过CAD/CAM软件获取汽车覆盖件模具模型，选择相关的处理程序生成能够直接使用的数控加工程序。图3为汽车覆盖件模具数控加工工艺流程图[5]，粗加工阶段与精加工阶段的追求目标不同，前者以加工效率为主，后者以加工质量为主，因此，汽车覆盖件模具加工要根据不同的加工阶段合理选择加工工艺。数控加工工艺通过粗加工与精加工能够保证汽车覆盖件模具数控的加工效率与加工质量，通过分析汽车覆盖件的图纸要能够更加明确加工的内容，确定数控机床的加工程序；确定零件的定位以及参数，分析各个不同的工序的加工误差等[6]。3.2汽车覆盖件模具数控加工工艺的相关参数。3.2.1粗加工工艺。汽车覆盖件模具粗加工的目的是将多余的材料从毛坯上切除，其主要的参数特点为：粗加工阶段切削量庞大，要根据相关的规范进行去除才能够提高工作效率；简化计算模型，为后续的精加工留出足够的加工量，在粗加工阶段需要对加工模型进行简化，这样才能够提高工作效率；选择不同的走刀方式时，要尽可能的减少刀位的运动轨迹，缩短加工的时间，结合实际情况有针对性的规划区域的走刀方向。切削量的选择中，要对切削的速度进行确定[7]，因为切削量对模具的质量以及加工成本都非常重要，因此要考虑到一些工艺因素：在进行一切生产活动时都要考虑到经济因素，切削量的不同组合将会直接影响加工的成本；去除毛坯上多余的材料需要由几何因素决定，要考虑到毛坯的尺寸和精度；在一定的条件下，要考虑到工件的材料以及机床等物理因素；而工艺因素作为切削量的重要因素，要保证较高的金属切除率，即：ZW=1000×VC×f×ap（1）因VC、f、ap与ZW是一个等效的关系，对耐用度的影响也会逐渐减小，因此在选择切掉量时，不仅需要考虑到切削的深度，还要考虑到切削的速度以及对机床的约束力。在考虑到经济因素、几何因素、物理因素以及工艺因素的基础上，要根据刀具的规格确定刀具的直径以及切削的速度，并带入带公式中：n=1000VcπD（2）Vf=znfz（3）f=zfz（4）上述公式中，D表示直径；z表示刃数；Vc表示速度，fz表示进给量。公式（2）表示主轴转速；公式（3）表示进给速度；公式（4）表示进给量。3.2.2精加工工艺。汽车覆盖件模具的参数特点为：精加工工艺的好坏将直接影响到覆盖件成品的质量；干涉判断对于曲面加工较为重要；精加工与粗加工不同，加工量小，余量均匀，能够满足一定的要求，但是轨迹较长，需要注意加工的效率。精加工工艺参数中也要考虑到刀具的直径以及切削的用量。精加工中，在进行切削用量选择时，不仅要保证零件的加工进度，还要保证零件的质量以及刀具的耐用性，综合考虑以上几点能够获得较高的生产效率。切削精加工要选择较小的切削深度，这样做的目的是能够充分保证加工的精度；进给量的大小需要按照粗糙度进行选择；切削的速度要避开积屑瘤区域，较高的切削速度要选择硬质合金刀具，而角度的切削速度需要选择高速的钢刀具，证明了不同的切削速度要选择不同的刀具进行精加工。切削时，要考虑到现有机床的耐热性[8]，适当改进刀具的结构，正确选择切削液，对工件材料的切削进行改善；使用功率大且性能好的机床，采用高速的切削方式，这样能够提高加工的效率。精加工的切削深度会受到外界的限制，比如工件余量、进给量等，而进给量又会受到光洁度的限制。因此，用公式Vt>Vp>Vc进行表示切削的速度，该公式表示最高生产率的切削速度大于最小成本的切削速度与最大利润时的切削速度。影响最佳切削速度的因素是进给量，当进给量大时会切削速度会减小，从而能够获得更大的生产效率，节约生产升本，因此在选择切削用量时，要尽量选择大的进给量。

4汽车覆盖件模具数控加工工艺的规范

4.1汽车覆盖件模具数控加工提高工作效率规范。缩短汽车覆盖件模具的制造周期是为新型产品抢占市场先机的关键，提高汽车覆盖件模具数控加工的工作效率，企业需要具备良好的工艺技术；能够正确选择合理的刀具，缩短粗加工的时间；尽量采用高速加工进行精加工，这样能够提高工作效率，缩短周期；采用更精准的清角方法以及换刀辅助的时间；根据不同的工序选择不同的加工参数；减少加工的范围；加强数控加工软件的技术研发。4.2汽车覆盖件模具数控加工编程规范。汽车覆盖件模具的加工制造对于产品的开发与设计、工艺的选择与分析、加工的程序编程方面都有着非常高的要求，最后才能够得到工艺完整、质量过硬的汽车覆盖件模具，而数控加工程序编制与汽车覆盖件模具的质量有着直接的关系，要规范数控加工的编程标准，省去调试、打磨的过程，提高覆盖件的加工效率，而编程工作人员的工作水平将直接影响覆盖件的质量，因此，规范数据加工编程规范非常有必要。

5结语

加工工艺的设计是一项复杂且长久的工作，加工工艺需要根据不同的加工设备与制造化劲进行变化，要不断完善汽车覆盖件的工艺技术，技术人员需要在实际的工作中不断完善工艺技术，利用可视化的二次开发工具对汽车覆盖件模具数控加工工艺进行设计，通过可视化的图形设计避免因为人为因素造成的影响。

作者:郭宁利 单位:宝鸡职业技术学院