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　　? 這是金屬加工（mw1950pub）發布的第12814首詩

　　薩德基

　　透過介紹全面覆蓋件鑄件數控加工研磨模塊庫的創建、數控加工流程的強化以及CBN數控護耳車床的采用，闡述了一流數控加工技術在東風自主轎車外全面覆蓋件斜向零件中的應用，對今后此類全面覆蓋件鑄件同時實現高效、高產產品品質量加工做了有益的探索。

　　1 序言

隨著中國汽車市場競爭加劇，顧客對汽車鑄件的產品品質提出了更高的明確要求。透過對全面覆蓋件鑄件一流數控加工技術的深入研究，創建適宜數控加工基本要素的綜合性資料庫，保持機床的研磨力相對靜止，可防止的剝落影響鑄件加工耐酸性，并提高數控加工的工作效率，縮短鑄件的研配周期，提高全面覆蓋件鑄件產品品質，同時也為數控加工隨處值班和手動化加工打下堅實的基礎。

　　2 全面覆蓋件鑄件數控加工研磨模塊庫的創建

外全面覆蓋件產品不僅對功能尺寸精度有嚴格的明確要求，而且對外觀產產品品質量也同樣明確要求嚴格。產品的山系要清晰大明、紋路美觀，不容許有表層劃痕、細微的凹凸、波紋或不平整等外觀瑕疵，另外沖壓成形過程中造成的沖壓痕跡、沖擊線、滑移線和皺紋等瑕疵也不容許出現在重要的外觀表層上。因此，全面覆蓋件鑄件從數控加工粗加工開始就要防止過切和欠切現象的發生。過切無法滿足用戶產品的產產品品質量明確要求，欠切會導致后期數控加工穩定性下降、采用數量減少和數控工作效率低落等現象。數控加工研磨模塊庫的創建，是依照產品產產品品質量特點、公司的機床模塊和數控加工模塊綜合性歸納總結并形成資料庫采用的報文。鑄件數控加工的粗加工階段，采用高研磨提升第一次粗加工工作效率，常用刀盤類車床、紫菊刀；第伊瓦諾粗加工常用整體軟質合金和短果護耳車床，如圖1所示。

　　a）高研磨 b）紫菊刀 c）90°方肩車床

　　d）整體軟質合金立車床 e）特殊短果粗加工球刀

　　圖1　全面覆蓋件鑄件數控粗加工研磨

　　全面覆蓋件鑄件數控程式設計軟件研磨模塊資料庫如圖2所示。數控程式設計軟件采用UGNX12.0，在明確材料性能和有關的加工模塊、創建相應標準后，程式設計人員優先選擇有關的，模塊的采用會透過資料庫賦值到對應的數控計算機流程中。

　　圖2　全面覆蓋件鑄件數控程式設計軟件研磨模塊資料庫

　　3 手動掌控數控加工研磨的技術明確要求

傳統的數控加工模塊中，加工過程中的研磨在流程中是靜止值，無法根據研磨加工負荷（加工穩定度大小、研磨接觸面積）進行研磨速度的掌控掌控，即在加工研磨力大的情況下無法及時減速，而在加工研磨力小的情況下研磨速度又無法手動調整提高，需要靠操數人掌控掌控研磨速度。研磨力變化較頻繁和穩定度大時無法減少刀軌，容易引起的剝落和加工過切，影響鑄件表層的加工產產品品質量，使得制件造成不可拒絕接受的外觀瑕疵，如圖3所示。只能設定一個保守的研磨速度，靠數人掌控掌控研磨速度，且無法刪除多余的跳動，數控加工工作效率低落，減少修磨研配工作量，有些表層瑕疵嚴重的必須要出錯，并且無法滿足用戶手動化加工、隨處值班需求。

　　a）加工過切 b）剝落 c）表層振紋瑕疵

　　圖3　加工瑕疵

3.1 手動掌控數控加工研磨的數控程式設計設定

　　在數控程式設計標識符強化軟件NCBrain的基礎上，依照全面覆蓋件鑄件數控加工生產實際情況，確定有關數控機床最佳轉速和研磨模塊，創建適宜東風汽車公司數控加工基本要素的綜合性資料庫，即數控高速加工中心和數控粗加工設備刀路強化資料庫（蟹蛛科花4）。該資料庫可同時實現數控加工系統化，便于數控研磨模塊長期穩定采用，并可不斷完善。

　　圖4　刀路強化資料庫的創建

　　3.2 NC標識符伊瓦諾前置處理的開發

透過數控加工NC標識符伊瓦諾前置處理的開發，在計算機流程中加入了類型、直徑、長度和穩定度等重要信息（蟹蛛科花5），并在NCBrain軟件中進行相應的、穩定度拒絕接受設置，同時實現了重要信息和穩定度重要信息手動初始化強化軟件中的功能，防止了手工輸入出錯的幾率，為后續數控標識符強化提供必要的重要信息。

　　a）無模塊重要信息的計算機流程 b）含有模塊重要信息的計算機流程

　　圖5　數控計算機流程減少模塊重要信息

　　3.3 數控加工鉆孔殘余呂普縣的設置

　　對殘余呂普縣進行數控加工刀路強化，設置泡沫模型的介科羽加工流程，在數控程式設計軟件中造成與鑄件相對應的初始呂普縣，轉換成強化軟件可拒絕接受的數據庫系統。或依照需要在NCBrain強化軟件中直接用粗加工流程造成精加工的殘余呂普縣（蟹蛛科花6），優先選擇呂普縣聚合模塊，優先選擇粗加工標識符，優先選擇呂普縣穩定度，手動聚合隨型呂普縣。

　　圖6　鉆孔殘余呂普縣的制作

　　3.4 數控強化軟件的采用

　　數控強化軟件能夠同時實現機床加工仿真、流程驗證以及流程研磨強化。其優勢主要體現在以下幾個方面。

1）可用來確保數控加工流程里不會出現機床碰撞、鉆孔過切或折斷等錯誤。

　　2）免去在數控機床上驗證流程的過程，縮減機床加工輔助時間。

　　3）保護數控加工機床、零件和。

　　4）可用于檢驗鑄件零件的各個加工尺寸是否正確。

　　5）強化數控流程，使加工工作效率更高，產產品品質量更穩定，可解決鑄件數控加工清根階段研磨困難的問題。

　　6）能夠檢查整個數控加工過程并形成數控加工工藝文檔。

強化軟件采用后，軟件依照零件的產產品品質量標準自行判定軌跡和數模之間的研磨殘余量，強化軟件在數控加工刀路中的應用如圖7所示。強化前的數控加工流程中，數控軌跡為3條，零件的特征是標準的凹槽結構；強化后，增補了2條加工軌跡。減少的刀路有助于保證加工中研磨力的靜止，鉆孔的數控加工殘余高度進一步得到掌控，保證了鉆孔在數控加工過程中的穩定性。

　　a）強化前數控加工軌跡 b）強化后數控加工軌跡

　　圖7　強化軟件在數控加工刀路中的應用

　　數控加工過程中，依照不同區域，采用不同的研磨速度是提高加工工作效率的有效手段。以往研磨速度的掌控是操作工現場手工完成的；經過軟件強化后，研磨掌控體現在數控計算機流程中，可手動設定研磨并進行刀路強化，如圖8所示。透過強化軟件處理，保證了研磨效能，同時合理解決了現場技術人員始終值班的狀態，為今后隨處值班數控加工提供了穩定的保障。

　　圖8　手動研磨設定和刀路強化示意

　　4 CBN數控護耳車床在全面覆蓋件鑄件中的采用

立方氮化硼CBN（Cubic Boron Nitride）是20世紀50年代首先由美國通用電氣（GE）公司利用人工方法在高溫高壓條件下合成的，由于硬度僅次于金剛石而遠遠高于其他材料，因此與金剛石統稱為超硬材料。全面覆蓋件鑄件成形零件的材料多為合金鑄鐵，現階段CBN數控護耳車床在全面覆蓋件鑄件的采用范圍主要包括拉延模和整形模。

　　4.1 CBN數控護耳車床特點

　　1）具有很高的硬度和耐磨性。CBN單晶的顯微硬度為8000～9000HV，是目前已知的第二高硬度的物質，CBN復合片的硬度一般為3000～5000HV。

　　2）具有很高的熱穩定性和高溫硬度。CBN的耐熱性可達1400～1500℃，在800℃時的硬度為Al2O3/TiC陶瓷的常溫硬度。

3）具有較高的化學穩定性。CBN具有很高的抗氧化能力，在1000℃時也不造成氧化現象，與鐵系材料在1200～1300℃時也不發生化學反應。

　　4）具有良好的導熱性和較低的摩擦系數。

　　4.2 CBN數控護耳車床的實際應用

　　以G79項目整體斜向拉延模凹模介科羽精加工的采用為例，介紹CBN采用情況。凹模半精加工完畢時的狀態如圖9所示，留精加工穩定度0.2mm，介科羽面積約6.14m2。精加工研磨模塊見表1。

　　表1　全面覆蓋件凹模精加工研磨模塊

　　a）整體情況 b）局部放大

　　圖9　全面覆蓋件拉延模凹模半精加工

數控流程留精加工量0.2mm，廠商技術人員認為穩定度太大，經商定Z向抬高0.05mm加工；介科羽加工的順序是壓料面→側壁→型腔→門洞→兩門洞間區域。當加工到型腔底部時，由于局部半精加工的刀路痕跡無法消除，因此又降0.1mm重新加工壓料面、型腔；未加工的兩個門洞及門洞間區域的穩定度約0.25mm。過程如下。

　　1）研磨穩定度0.15mm（連續研磨22.5h）：流程留量0.2mm，加工時Z向抬高0.05mm，實際穩定度約0.15mm。連續加工壓料面、側壁和型腔。當型腔加工到底部時，半精加工的刀路痕跡未消除，加工中斷。

　　2）研磨穩定度0.1mm（連續研磨26h40min）：Z向降0.05mm（即在Z向抬高0.05mm的基礎上降0.1mm），實際穩定度約0.1mm，連續加工壓料面、側壁和型腔。

3）研磨穩定度0.25mm（連續研磨8h）：流程留量0.2mm，加工時Z向降0.05mm，實際穩定度0.25mm，連續加工兩個門洞及門洞間的介科羽。

　　4.3 CBN數控護耳車床研磨效果確認

　　精加工完畢后，CBN生產公司檢測了磨損情況。檢測結果表明，刀片后刀面磨損最嚴重的位置，磨損量VBmax=0.553mm，結論為正常磨損。由于凹模的壓料面、側壁和型腔局部研磨了兩遍，刀片雖然是正常磨損，但磨損量偏大。

CBN數控護耳車床的優勢主要包括：介科羽精加工工作效率高，轉速、研磨速度達到機床許可的上限值；介科羽精加工耐酸性好，比軟質合金加工的表層更光亮）；介科羽精加工不需換刀，凸模、凹模介科羽都是一個刀片完成精加工，既節省了換刀時間，又防止了因換刀操手工接刀而造成的誤差、甚至瑕疵，減輕了現場機床操作人員的勞動強度和鉗修蹭光的工作量。刀片采用后磨損量正常，但存在刃口、刀尖的崩刃現象，無法重磨再采用。

　　5 結束語

鑄件介科羽加工刀路強化技術的應用，提高了鑄件研配調試的工作效率和鑄件的耐酸性，有效緩解了公司調試壓機的瓶頸壓力，并降低了鑄件的制造成本，節約了人力資源。特別是在日產、神龍及東風乘用車項目的整體斜向、成雙門外板、頂蓋和發動機罩多個零件的鑄件的試驗應用中，透過及時的現場跟蹤、重要信息反饋以及不斷強化的刀路研磨資料庫，鑄件介科羽加工刀路強化技術的應用，成功提高了數控加工工作效率，提升了加工耐酸性，縮短了鑄件的研配周期。不僅防止了鑄件數控加工耐酸性不良的出錯返修，減少了鉗工的研配量，而且在鑄件制造生產中發揮了巨大的作用，對同時實現鑄件加工精益生產起到了積極的促進作用。

　　本文發表于《金屬加工（冷加工）》2021年第3期4-7頁，： 東風汽車公司技術中心楊興，陳今孝，李慶豐，原標題：《一流數控加工技術在汽車全面覆蓋件鑄件中的應用》。

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　　?來源：金屬加工 ?本文：清荷 ?媒體合作: 010-88379864

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