汽车覆盖件模具型面的高精度数控加工

3 模具型面实际数控加工的误差分析

　　3.1 几何造型误差

　　3.1.1 造型系统误差

　　由曲线、曲面理论可知,曲线、曲面是由一系列离散点拟合而成的,因此,所生成的曲线或曲面不可能绝对通过这些离散点,而是在一定的容差范围内逼近这些原始的离散点,因此在构造曲线、曲面时,就存在着逼近容差值。但在实际曲线、曲面造型中,逼近容差值是很小的,一般小于1μm,因此,这部分误差在数控加工中可以忽略不计。

　　3.1.2曲线、曲面光顺误差

　　在生成车身外覆盖件模具表面的几何模型时,要求所生成的曲线是光顺的,因此在构造这类曲线、曲面时,必须进行恰当的光顺处理,以生成所需的光顺曲线和曲面。为了对生成的曲线、曲面进行有效的光顺处理,必须确切地定义光顺所需的容差值,以及选择适当的光顺方法。所采用的光顺方法和光顺容差值的大小将直接影响所生成几何模型的精度。

　　3.1.3曲面参数对应性误差闭

　　曲面的参数对应性是指各个曲面都具有自身独有的等参数曲线的分布规律,即所生成的曲面与构造该曲面所需的框架曲线之间存在着固有的参数对应关系。相同的框架曲线,由于选择了不同的曲面造型方法,就能生成不同的曲面。因此,在实际曲面造型中,必须认真研究所构造曲面的特点,以及与框架曲线的相互关系,才能准确无误地构造出实际所需的曲面,否则,就会出现曲面造型误差,影响几何造型的精度。

　　3.2 数控编程不当而引起的加工质量问题

　　在数控加工中,存在着一些因数控编程方法不当而出现的加工质量问题。数控编程加工质量问题主要有两类:其一是加工出来的形状与数学模型不符,如型面的局部区域出现了过切、扎刀、加工不到位等编程问题;其二是加工出来的型面精度不符合模具表面的加工精度要求,这类数控加工质量问题是由设定一些不合理的数控加工参数而引起的。

　　3.3 加工刀具误差

　　3.3.1 刀具的形状与尺寸误差

　　由刀具运动轨迹的生成算法可知,刀具运动轨迹是依据编程时所选用的刀具类型和有关的参数计算出来的,因此要求实际数控加工时所采用的刀具与编程时所选用的刀具在类型和尺寸上都必须一致,否则,它们之间的偏差值将直接反映到被加工零件的表面上,从而影响模具表面的加工精度。

　　3.3.2 刀具的磨损

　　刀具的磨损是影响模具表面高精度加工的主要因素之一。如果在模具表面精加工时选用了高速钢类的刀具,这样刀具的磨损会很严重,例如,在主轴转速1000f/min之上、进给速度在1500mrn/min之上的切削状态下连续切削加工10h,刀具的磨损量为0.4mm左右,这样就会严重影响模具表面的加工精度。

　　3.3.3刀具变形

　　刀具变形也是影响模具表面高精度加工的主要因素之一。刀具变形主要与下列因素有关:

　　a.被加工零件材料的切削加工性能;

　　b.被加工零件的形状与加工余量大小;

　　d.加工刀具的类型、尺寸和锋利程度;

　　d.数控机床主轴转动的平稳性。研究实际数控加工过程可知,刀具变形的大小随着切削点的刀具受力情况的变化而变化,因此,这个因素是整个模具表面数控加工最难把握和处理的部分。

　　3.4 数控机床本身的精度

　　一般数控机床的系统误差都较小,例如,在sm的行程内,定位精度在0.025~以内,重复定位精度在0.005~以内。尽管其误差为一个随机误差,但其为正态分布,并且被牢牢地控制在某一区域内,因此,这部分误差对整个加工精度来说影响较小。

　　3.5零件的装夹和找正误差

　　零件在进行数控加工前,必须进行适当的找正、装夹处理,才能进行数控加工,这就存在着零件的找正误差,以及安装、夹紧零件时因变形而引起的装夹误差。