汽车模具制造中，高速铣削加工数控技术的应用

3 、模具加工的自动控制

　　只有建立从产品设计、工艺规划、数控编程到铣削加工的全局观念，也即CAD/CAM技术集成一体，才能够为五轴联动铣削自由表面提供适宜的实现途径。

　　拥有五轴联动机床的模具制造厂家，对单单只采用CAM技术的做法提出了批评。在实践中可以发现，汽车制造配套厂家有一小部分工作，是直接利用CAD数据经由数控铣削完成。而大部分的工件几何数据，还是由客户以仿型样件或设计模型的形式提供。不几年前，汽车工业开始要求完全放弃使用样件和模型来制造模具，尽管这一目标短时间内不容易实现。

　　与仿型铣削平均加工精度为0.6mm相比，数控铣削加工精度较高，可以控制在0.2mm以内。淘汰仿型加工和模具涂色配刮，还可以防止产生累积误差。例如单是温度的变化，就能够在大的样件上造成大于0.1mm的尺寸变动。再如当成品模型或其零件损坏后不可修复需要更换时，对连接表面的加工精度要求在5μm之内，只能通过直接数控铣削获得。实际经验表明，这样生成的表面，需要的人工后加工工作量可以减少50%。这些实在的优点，对于模具制造具有决定性意义。因此，越来越多厂家完全直接应用数字控制技术，来制造全部模具。

　　经过努力开发，象三轴联动数控一样，在现代模具制造中五轴联动NC系统也允许操作者通过控制台旋钮让机床超速进给，以便尽可能提高刀具的移动速度。面对用户的抱怨，即经由CAD数据、CAM处理器、NC处理器和后处理器正常生成NC加工程序时，后继编辑和补偿所需的数据在机床控制系统中已经不复存在，控制系统制造厂家正在改变方法，把全部CAD数据直接传送到CNC系统中提供利用。这样一来，尽管NC加工程序中并未包含例如同切削点法向矢量有关的信息数据，NC系统仍然能够进行三维的刀具补偿。此外，还允许直接在机床旁方便地改变例如加工策略、刀路、使用的刀具、工件位置等工艺内容。仅仅这一项技术改进，可以成倍提高数控加工整个过程的运行速度。

4、 结束语

　　五轴联动高速铣削加工技术在汽车模具制造中应用日益广泛，推动了汽车模具制造的发展。应用五轴铣削加工需要注意到适用的工件形状、有利的加工方案和合适的刀具。只有通过综合运用计算机辅助设计/计算机辅助制造技术，尤其需要努力加强机床计算机数控系统的功能，才能够充分发挥五轴高速铣削加工的优点而取得成效。

　　实践经验表明，使用圆柱立铣刀五轴联动铣削时走刀间距宽阔，对于所需要的人工后加工反而产生不良作用，因为工件轮廓上指明后加工位置的凸峰彼此间隔也远得多，人工打磨后形成起伏不平表面的可能性增大，这在汽车覆盖件模具是不允许的。相比之下，使用球头刀具走刀间距小得多，产生的近似轮廓上很接近的凹槽低谷，能够为人工打磨模具表面指明方位。
　　模具工业对机床工业提出了特殊要求，其中一个突出的发展趋势是五轴联动机床。统计数字显示，德国一些专门化机床生产厂家全部产品的50%～80%提供给模具制造厂家，其中有至少16%最多达到50%～60%的五轴联动控制机床。甚至还有厂家批量生产和提供最多可以六轴插补的数控机床，主要用于加工斜面和孔。除此之外，仍然有相当比例的仿型铣床提供给模具制造厂家，不过数量逐年下降。通用机床生产厂家也有很高比例的产品提供给模具制造厂家，但主要用于加工制造中小模具，如家用器具模具或玩具模具。其中五轴联动机床的比例不高，仅占大约3%～5%。
　　机床的每一根运动轴都是一个误差来源。五轴联动机床上2根旋转轴运动的出现，使得加工精度比三轴联动机床较难达到指定数值，但0.1mm数量级的模具制造精度不难达到。机床制造厂家认为，精度问题不是决定性的，并没有阻挡投资生产五轴联动机床这一发展趋势。影响五轴联动机床运动精度和速度的首要因素是控制系统的性能，然后是驱动系统的性能，以及机械设计的水平。