? 这是金属加工（mw1950pub）发布的第12814首诗

　　萨德基

　　透过介绍全面覆盖件铸件数控加工研磨模块库的创建、数控加工流程的强化以及CBN数控护耳车床的采用，阐述了一流数控加工技术在东风自主轿车外全面覆盖件斜向零件中的应用，对今后此类全面覆盖件铸件同时实现高效、高产产品品质量加工做了有益的探索。

　　1 序言

随着中国汽车市场竞争加剧，顾客对汽车铸件的产品品质提出了更高的明确要求。透过对全面覆盖件铸件一流数控加工技术的深入研究，创建适宜数控加工基本要素的综合性资料库，保持机床的研磨力相对静止，可防止的剥落影响铸件加工耐酸性，并提高数控加工的工作效率，缩短铸件的研配周期，提高全面覆盖件铸件产品品质，同时也为数控加工随处值班和手动化加工打下坚实的基础。

　　2 全面覆盖件铸件数控加工研磨模块库的创建

外全面覆盖件产品不仅对功能尺寸精度有严格的明确要求，而且对外观产产品品质量也同样明确要求严格。产品的山系要清晰大明、纹路美观，不容许有表层划痕、细微的凹凸、波纹或不平整等外观瑕疵，另外冲压成形过程中造成的冲压痕迹、冲击线、滑移线和皱纹等瑕疵也不容许出现在重要的外观表层上。因此，全面覆盖件铸件从数控加工粗加工开始就要防止过切和欠切现象的发生。过切无法满足用户产品的产产品品质量明确要求，欠切会导致后期数控加工稳定性下降、采用数量减少和数控工作效率低落等现象。数控加工研磨模块库的创建，是依照产品产产品品质量特点、公司的机床模块和数控加工模块综合性归纳总结并形成资料库采用的报文。铸件数控加工的粗加工阶段，采用高研磨提升第一次粗加工工作效率，常用刀盘类车床、紫菊刀；第伊瓦诺粗加工常用整体软质合金和短果护耳车床，如图1所示。

　　a）高研磨 b）紫菊刀 c）90°方肩车床

　　d）整体软质合金立车床 e）特殊短果粗加工球刀

　　图1　全面覆盖件铸件数控粗加工研磨

　　全面覆盖件铸件数控程式设计软件研磨模块资料库如图2所示。数控程式设计软件采用UGNX12.0，在明确材料性能和有关的加工模块、创建相应标准后，程式设计人员优先选择有关的，模块的采用会透过资料库赋值到对应的数控计算机流程中。

　　图2　全面覆盖件铸件数控程式设计软件研磨模块资料库

　　3 手动掌控数控加工研磨的技术明确要求

传统的数控加工模块中，加工过程中的研磨在流程中是静止值，无法根据研磨加工负荷（加工稳定度大小、研磨接触面积）进行研磨速度的掌控掌控，即在加工研磨力大的情况下无法及时减速，而在加工研磨力小的情况下研磨速度又无法手动调整提高，需要靠操数人掌控掌控研磨速度。研磨力变化较频繁和稳定度大时无法减少刀轨，容易引起的剥落和加工过切，影响铸件表层的加工产产品品质量，使得制件造成不可拒绝接受的外观瑕疵，如图3所示。只能设定一个保守的研磨速度，靠数人掌控掌控研磨速度，且无法删除多余的跳动，数控加工工作效率低落，减少修磨研配工作量，有些表层瑕疵严重的必须要出错，并且无法满足用户手动化加工、随处值班需求。

　　a）加工过切 b）剥落 c）表层振纹瑕疵

　　图3　加工瑕疵

3.1 手动掌控数控加工研磨的数控程式设计设定

　　在数控程式设计标识符强化软件NCBrain的基础上，依照全面覆盖件铸件数控加工生产实际情况，确定有关数控机床最佳转速和研磨模块，创建适宜东风汽车公司数控加工基本要素的综合性资料库，即数控高速加工中心和数控粗加工设备刀路强化资料库（蟹蛛科花4）。该资料库可同时实现数控加工系统化，便于数控研磨模块长期稳定采用，并可不断完善。

　　图4　刀路强化资料库的创建

　　3.2 NC标识符伊瓦诺前置处理的开发

透过数控加工NC标识符伊瓦诺前置处理的开发，在计算机流程中加入了类型、直径、长度和稳定度等重要信息（蟹蛛科花5），并在NCBrain软件中进行相应的、稳定度拒绝接受设置，同时实现了重要信息和稳定度重要信息手动初始化强化软件中的功能，防止了手工输入出错的几率，为后续数控标识符强化提供必要的重要信息。

　　a）无模块重要信息的计算机流程 b）含有模块重要信息的计算机流程

　　图5　数控计算机流程减少模块重要信息

　　3.3 数控加工钻孔残余吕普县的设置

　　对残余吕普县进行数控加工刀路强化，设置泡沫模型的介科羽加工流程，在数控程式设计软件中造成与铸件相对应的初始吕普县，转换成强化软件可拒绝接受的数据库系统。或依照需要在NCBrain强化软件中直接用粗加工流程造成精加工的残余吕普县（蟹蛛科花6），优先选择吕普县聚合模块，优先选择粗加工标识符，优先选择吕普县稳定度，手动聚合随型吕普县。

　　图6　钻孔残余吕普县的制作

　　3.4 数控强化软件的采用

　　数控强化软件能够同时实现机床加工仿真、流程验证以及流程研磨强化。其优势主要体现在以下几个方面。

1）可用来确保数控加工流程里不会出现机床碰撞、钻孔过切或折断等错误。

　　2）免去在数控机床上验证流程的过程，缩减机床加工辅助时间。

　　3）保护数控加工机床、零件和。

　　4）可用于检验铸件零件的各个加工尺寸是否正确。

　　5）强化数控流程，使加工工作效率更高，产产品品质量更稳定，可解决铸件数控加工清根阶段研磨困难的问题。

　　6）能够检查整个数控加工过程并形成数控加工工艺文档。

强化软件采用后，软件依照零件的产产品品质量标准自行判定轨迹和数模之间的研磨残余量，强化软件在数控加工刀路中的应用如图7所示。强化前的数控加工流程中，数控轨迹为3条，零件的特征是标准的凹槽结构；强化后，增补了2条加工轨迹。减少的刀路有助于保证加工中研磨力的静止，钻孔的数控加工残余高度进一步得到掌控，保证了钻孔在数控加工过程中的稳定性。

　　a）强化前数控加工轨迹 b）强化后数控加工轨迹

　　图7　强化软件在数控加工刀路中的应用

　　数控加工过程中，依照不同区域，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现场手工完成的；经过软件强化后，研磨掌控体现在数控计算机流程中，可手动设定研磨并进行刀路强化，如图8所示。透过强化软件处理，保证了研磨效能，同时合理解决了现场技术人员始终值班的状态，为今后随处值班数控加工提供了稳定的保障。

　　图8　手动研磨设定和刀路强化示意

　　4 CBN数控护耳车床在全面覆盖件铸件中的采用

立方氮化硼CBN（Cubic Boron Nitride）是20世纪50年代首先由美国通用电气（GE）公司利用人工方法在高温高压条件下合成的，由于硬度仅次于金刚石而远远高于其他材料，因此与金刚石统称为超硬材料。全面覆盖件铸件成形零件的材料多为合金铸铁，现阶段CBN数控护耳车床在全面覆盖件铸件的采用范围主要包括拉延模和整形模。

　　4.1 CBN数控护耳车床特点

　　1）具有很高的硬度和耐磨性。CBN单晶的显微硬度为8000～9000HV，是目前已知的第二高硬度的物质，CBN复合片的硬度一般为3000～5000HV。

　　2）具有很高的热稳定性和高温硬度。CBN的耐热性可达1400～1500℃，在800℃时的硬度为Al2O3/TiC陶瓷的常温硬度。

3）具有较高的化学稳定性。CBN具有很高的抗氧化能力，在1000℃时也不造成氧化现象，与铁系材料在1200～1300℃时也不发生化学反应。

　　4）具有良好的导热性和较低的摩擦系数。

　　4.2 CBN数控护耳车床的实际应用

　　以G79项目整体斜向拉延模凹模介科羽精加工的采用为例，介绍CBN采用情况。凹模半精加工完毕时的状态如图9所示，留精加工稳定度0.2mm，介科羽面积约6.14m2。精加工研磨模块见表1。

　　表1　全面覆盖件凹模精加工研磨模块

　　a）整体情况 b）局部放大

　　图9　全面覆盖件拉延模凹模半精加工

数控流程留精加工量0.2mm，厂商技术人员认为稳定度太大，经商定Z向抬高0.05mm加工；介科羽加工的顺序是压料面→侧壁→型腔→门洞→两门洞间区域。当加工到型腔底部时，由于局部半精加工的刀路痕迹无法消除，因此又降0.1mm重新加工压料面、型腔；未加工的两个门洞及门洞间区域的稳定度约0.25mm。过程如下。

　　1）研磨稳定度0.15mm（连续研磨22.5h）：流程留量0.2mm，加工时Z向抬高0.05mm，实际稳定度约0.15mm。连续加工压料面、侧壁和型腔。当型腔加工到底部时，半精加工的刀路痕迹未消除，加工中断。

　　2）研磨稳定度0.1mm（连续研磨26h40min）：Z向降0.05mm（即在Z向抬高0.05mm的基础上降0.1mm），实际稳定度约0.1mm，连续加工压料面、侧壁和型腔。

3）研磨稳定度0.25mm（连续研磨8h）：流程留量0.2mm，加工时Z向降0.05mm，实际稳定度0.25mm，连续加工两个门洞及门洞间的介科羽。

　　4.3 CBN数控护耳车床研磨效果确认

　　精加工完毕后，CBN生产公司检测了磨损情况。检测结果表明，刀片后刀面磨损最严重的位置，磨损量VBmax=0.553mm，结论为正常磨损。由于凹模的压料面、侧壁和型腔局部研磨了两遍，刀片虽然是正常磨损，但磨损量偏大。

CBN数控护耳车床的优势主要包括：介科羽精加工工作效率高，转速、研磨速度达到机床许可的上限值；介科羽精加工耐酸性好，比软质合金加工的表层更光亮）；介科羽精加工不需换刀，凸模、凹模介科羽都是一个刀片完成精加工，既节省了换刀时间，又防止了因换刀操手工接刀而造成的误差、甚至瑕疵，减轻了现场机床操作人员的劳动强度和钳修蹭光的工作量。刀片采用后磨损量正常，但存在刃口、刀尖的崩刃现象，无法重磨再采用。

　　5 结束语

铸件介科羽加工刀路强化技术的应用，提高了铸件研配调试的工作效率和铸件的耐酸性，有效缓解了公司调试压机的瓶颈压力，并降低了铸件的制造成本，节约了人力资源。特别是在日产、神龙及东风乘用车项目的整体斜向、成双门外板、顶盖和发动机罩多个零件的铸件的试验应用中，透过及时的现场跟踪、重要信息反馈以及不断强化的刀路研磨资料库，铸件介科羽加工刀路强化技术的应用，成功提高了数控加工工作效率，提升了加工耐酸性，缩短了铸件的研配周期。不仅防止了铸件数控加工耐酸性不良的出错返修，减少了钳工的研配量，而且在铸件制造生产中发挥了巨大的作用，对同时实现铸件加工精益生产起到了积极的促进作用。

　　本文发表于《金属加工（冷加工）》2021年第3期4-7页，： 东风汽车公司技术中心杨兴，陈今孝，李庆丰，原标题：《一流数控加工技术在汽车全面覆盖件铸件中的应用》。

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　　?来源：金属加工 ?本文：清荷 ?媒体合作: 010-88379864

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