模具加工超差问题分析
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1引言
数字化技术已经广泛应用于模具制造中，尤其是在高精尖的航空航天领域。航空航天类模具一般采用5轴加工，且具有结构复杂、精密、种类多、单件生产、使用寿命长、工期长、材料价格昂贵等特点，所以此类模具加工起来较复杂，精度难控制，易出现尺寸超差。航空航天类的模具虽然不是终端产品，但很多复杂的零件需依托其成型，其加工精度会影响零件的质量，交付情况也会影响航空航天产品的生产成本与制造周期[1]。
2模具超差原因分析
模具加工超差问题严重影响模具交付，是拒收模具的最主要原因之一。模具加工最常见的质量缺陷问题是工件尺寸超差，进而影响模具生产的交付。因此，及时分析尺寸超差原因就显得尤为重要，并据此提出相应改进措施，才能避免以后类似问题的出现，进而提高生产效率，保证加工质量。图1为模具超差原因的鱼刺图，从影响产品质量方面分析，模具超差原因包括人、机、料、法、环五个主要因素，具体分为人为因素与非人为因素两大类。结合模具生产实践，超差原因具体包括：①依据错误；②技术水平低；③操作失误；④工艺方法问题；⑤文件理解错误；⑥设备问题；⑦材料、环境；⑧管理问题；⑨磨损、损坏；⑩其它等。对生产模具过程中出现的故障，具体问题应该具体分析，找出原因所在，争取在后面的工序中改进。
2.1人为因素
人是导致模具加工超差的主观因素。其人为因素包含在模具设计、工艺、制造、检测和使用过程中，所有参与到模具生产中的人和事。（1）设计因素：模具工装图纸或数模设计不合理、多次变更造成混乱。（2）工艺人员加工方法、加工参数有误：切削工具选用不当、加工条件选用不当、余量预留不对、加工步骤不合理。（3）操作人员粗心大意：未做好加工前确认（包括图面、工件、加工工具、加工条件）、数据输入错误（数值输入、程序混淆）、装夹问题（装夹错误、夹伤、倾斜）。（4）操作人员装夹经验不足：多次装夹产生误差、装夹方式或方法不对、装夹力不足。（5）检验人员测量方法不对：工件未仔细测量、未清除干净就测量、测量基准有误、测量探头测不到位。
2.2非人为因素
相对人为因素来说，非人为因素为客观因素。导致模具加工超差的非人为因素涉及设备、材料和环境的各个方面。（1）设备因素：机床加工设备出现故障，精度不够、测量设备误差大、辅助工具不合格。（2）原材料：无料、材料尺寸错误、材质错误、材料叠加、运输过程中被碰伤、原材料有缺陷，热处理不当或加工引起材料变形[2]。（3）环境因素：周转过程与测量环境温度差、突然停电、气压不足、噪音大、干扰多等。
3措施
综上所述，模具生产中的各个环节疏漏都会导致加工超差[3]。要避免模具加工超差，不仅单位要加强职工的质量意识和责任心教育、加强工作质量考核，而且需要参与模具设计、工艺、加工制造、检测环节，以及使用过程中的职员认真仔细，做好本职工作。针对上述导致模具加工超差的因素，本文提出以下几点措施：（1）模具设计是制造的核心要素，设计员不仅要考虑模具设计的合理性，还要考虑模具设计之后的加工工艺和使用方法，要规范绘制图纸，避免发出多次变更造成混乱。（2）工艺贯穿模具制造的中间环节，开展工艺化标准工作，完善工艺规程是工艺人员首先要做的一项工作。其次，工艺人员要增强在编程方面的安全性理论检查，要善于利用仿真软件进行干涉过切检查、刀长计算、线框刀路模拟、实体刀路模拟以及机床仿真等，将可能暴露出的问题解决在施工之前。（3）加工是模具制造的重要环节，公司须对数控操作工人进行数控铣床、加工中心理论知识培训。操作人员务必做到认真仔细，要从错误和失败中总结教训，从日常工作中积累经验，要严格按照操作规程实施，保证零件加工精度。（4）测量是模具制造的最后环节，为质量把好最后一道关。检验人员的测量方法要与时俱进，针对不同特点的工装要采用不同的检测方法，而且测量结果能经得起时间的考验。（5）在模具使用过程中需要定期检查型面、线、孔是否符合使用要求，并做好维护保养，提高模具的使用寿命，若模具磨损严重或零件更改影响使用，则须尽快返修。
4结束语
本文分析了模具加工过程中尺寸超差的原因，提出了减少加工超差的相关措施，能提高模具加工的合格率、减小模具的加工成本、缩短模具的生产周期。随着航空航天产品的飞速发展，模具制造将朝着数字化、柔性化的方向发展，模具设计和制造在未来亦将发挥越来越重要的作用。
参考文献
[1]张玉峰.航天航空制造业模具应用研究[J].金属加工:冷加工，2010，（09）：22~24
[2]冯玉昌.模具热处理变形及其控制方法的探讨[J].地质装备，2007，（06）：36~38
[3]丁海.模具加工误差控制方法的探讨[J].河南机电高等专科学校学报，2012，20（002）：
作者：杨江涛 李巍 龙久坤 单位：中航西安飞机工业集团股份有限公司