齐重数控装备股份有限公司工艺部主任 徐忠和

齐重数控借重大专项促高端汽车模具发展

齐重数控装备股份有限公司工艺部主任 徐忠和

在汽车众多零部件制造当中，绝大部分是靠模具成形技术来完成的。而这些模具的制造水平高低，又制约着高端汽车行业的提升与发展，是当前模具行业的一个难题。

目前，我国汽车模具制造企业已经形成了相当的数量与规模，但多处于低端重复建设中，甚至出现中、低端模具产能过剩的局面。对于汽车的高端发展，所需要的高端模具制造还远远未达到要求。对高端模具的开发设计与制造能力，还远不能完全满足我国汽车产业的需求，高端模具仍需大量进口。

为改变上述局面，解决高端模具依赖进口这一难题，需提高我国模具的制造水平。我国汽车行业的高速发展，急需研制及制造一些高端的模具，从根本上来讲，制约模具制造技术的根源，就是加工模具的高端多轴联动数控机床。为打开这一局面，需要大力提升多轴联动数控机床在汽车模具的制造中的品质和保有量，使在模具制造的过程中，高端数控多轴联动机床的国产占有率能大幅度提高，这些机床应具备高速、复合、智能、环保等功能。

汽车模具的发展方向

（1）重点发展计算机技术 模具制造技术发展的重点，在于突出计算机的应用，越来越多的人从生产现场转移到计算机前。实体设计加上数控编程，取代了人工实型制作和机床操作。精细模面设计和精细数控编程大大减少了钳修，高精度加工取消了模具的研合、修配。

（2）一体化加工 机加工车间现场，有三种数控加工线：第一种是由几台床身可互换的数控机床组成的加工线；第二种是带立体仓库的无人职守的柔性加工机群，这是90年代初的产物；第三种是近年才投入使用的粗精加工一体化、高速、高精度、五轴加工中心。

（3）模具的精细化制造是必然趋势 所谓的模具精细化制造，对模具的开发过程和制造结果而言，具体地表现为冲压工艺和模具结构设计的合理化、模具加工的高精度、模具产品的高可靠性和技术管理的严密性。

（4）数字化模具技术已成主流方向 数字化汽车模具技术主要包括以下方面：①可制造性设计（DFM），即在设计时考虑和分析可制造性，保证工艺的成功。②模具型面设计的辅助技术，发展智能化的型面设计技术。③CAE辅助分析和仿真冲压成形的工艺过程，预测和解决可能出现的缺陷和成形问题。④用三维的模具结构设计取代传统的二维设计。⑤模具的制造过程采用CAPP、CAM和CAT技术。⑥在数字化技术指导下处理解决试模过程中和冲压生产中出现的问题。

（5）模具加工自动化迅猛发展 先进的汽车模具企业中配有自动换刀装置(ATC)、自动加工的光电控制系统、工件在线测量系统等已不鲜见。数控加工已由单纯的型面加工发展到型面和结构面的全面加工，由中低速加工发展到高速加工，加工自动化技术发展十分迅速。

汽车模具制造的难点

（1）制造质量要求高 模具制造不仅要求加工精度高，而且要求加工表面质量要好，一般来说，模具工作部分的制造公差都应控制在±0.01mm以内，有的要求甚至更高；模具加工后的表面不仅不允许有任何缺陷，且其工作面粗糙度值不得低于Ra=0.4μm。

（2）形状复杂 模具的工作部分一般都是二维或三维的复杂曲面，而不是一般机械加工的简单几何体。

（3）材料硬度高 一般都是用淬火工具钢等材料制成，若用传统的机械加工方法，往往感到十分困难。

（4）单件生产 通常生产少量冲压件，一般都需要3～5副模具，模具制造一般都是单件生产。每制造一副模具，都必须从设计开始，大约需要一个多月甚至十几个月的时间才能完成，设计、制造周期都比较长。

五轴联动数控复合加工中心加工高端模具的优势

1.产品的技术性能

齐重数控装备股份有限公司生产的五轴联动数控复合加工中心系列产品，在高端模具加工中具有与国际同等水平相当的技术实力，其中HDVTM160×10/8L-MC是2010年国家重大专项项目。

乐视网所在的互联网视频行业在2010年在中国仍是新兴行业，创立伊始的几年来公司结合行业特征和公司自身的具体特点，着力打造“平台+内容+终端+应用”的“乐视生态系统”，乐视网基于其可持续业务生态模式不断调整上下游及周边领域战略，不断完善“乐视生态”模式，大力提高品牌宣传投入吸引用户以提高用户规模并同步推动公司各主营业务持续发展。

五轴联动机床

该产品为工作台移动立式铣车复合加工中心，既能完成大型立车具有的车削功能，又能完成大型五面体龙门铣具有的铣削功能，工件一次装夹后可高效、高精度地连续完成车、铣、钻、镗、攻丝等多种工序的加工，选用数控系统西门子840D，可实现七轴控制五轴联动功能。

本机床适用于大型螺旋伞齿轮、整体叶轮、核电发动机主轴及汽车高端大型模具等零件的高速、高效及高精度加工。

2.五轴联动机床复合加工中心机床整体布局与技术参数

本机床采用工作台移动、龙门架固定的结构形式，配有直驱万能铣头和车铣双刀库，万能铣头可与车削刀架自动互换，实现机床的铣车复合。主要由龙门架、工作台床身、工作台、横梁、垂直刀架、直驱万能铣头、车削刀库、机床保护、拖链、铁屑输送器、液压系统及电气系统等组成。

该机床共有七个坐标轴，均为全闭环控制。分别为刀架的水平进给X轴、滑枕的垂直进给Z轴、横梁的垂直进给W轴、工作台的纵向移动Y轴、工作台的回转进给C轴、铣头的摆动轴B轴、铣头的转动轴C'轴。主要技术参数有：

（1）X、Y、Z轴定位精度≤0.006mm/1000 mm。

（2）X、Y、Z轴重复定位精度≤0.003mm。

（3）工作台端径跳精度均为0.003 mm。

（4）工作台车削转速范围2.5～315r/min。

（5）工作台铣削转速范围0.002～2r/min。

（6）铣削主轴最高转速12000r/min。

3.机床主要部件结构特点

（1）工作台、主传动及C轴 机床的主传动由两套28kW交流主电动机驱动，分别经二级变速箱、伞齿轮、工作台Ⅱ轴传至工作台主轴，使工作台得到2.5～315r/min的转速范围。工作台采用滚动导轨结构，径向采用高精度双列圆柱滚子轴承定心，轴向采用高精度推力轴承做滚动导轨。工作台回转进给选用18000线的海德汉圆光栅（RCN729）全闭环控制。

（2）工作台床身 床身采用整体铸造而成，床身上装有3条SP级直线导轨，由导轨作为导向导轨。工作台床身上装有Y轴进给机构，由1FT6105交流伺服电动机，经减速器降速后驱动P3级滚珠丝杠旋转，实现工作台Y轴进给及快速移动。

（3）龙门架 左、右立柱与联接梁联结组成高刚度框架式结构，左、右立柱分别设有横梁进给箱，进给箱内带有失电制动器，对横梁进给进行失电保护。立柱导轨为阶梯导轨，采用恒压闭式静压导轨。

（4）横梁 横梁采用整体铸造结构而成，为保证横梁前后方向的受力平衡，避免横梁前倾，横梁背部的设计为突出式，使横梁的中心通过丝杠中心。横梁到位后自动夹紧，采用碟簧夹紧，液压放松。

（5）垂直刀架 垂直刀架由回转滑座、滑枕两部分组成，横梁滑座、回转滑座合为一体，滑枕的垂直移动为滚滑复合导轨，滑枕右为靠铁，左为斜铁。滑枕的平衡采用双平衡油缸形式，平衡滑枕重量80%。为保证垂直定位精度丝杠采用P3级，进给采用全闭环控制。

（6）直驱万能铣头 直驱万能铣头整体外购，铣头带有B轴、C'轴。铣头为附件头形式，铣削采用电主轴驱动，B轴、C'轴采用伺服电动机控制。

（7）刀库 本机床带有车、铣刀库，右为12工位车削落地刀库，左为24工位链式刀库。车削刀库采用西门子电动机经减速机降速后对刀库进行伺服分度，由位置开关进行到位检测。刀库装有空刀位识别开关，对刀库换刀点进行有、无刀检测。

结语

由于我公司生产的五轴联动系列产品具有高速、高效、高精的特点，在与山特和山高等高性能高速球形刀具配合使用时，可充分发挥出刀具的性能，再利用该机床五轴联动的特性，能够高效率地加工出复杂、高硬度、高精度的二维或三维几何图形，可以很好地完成一些高端复杂的汽车模具的加工。从而改善我国高端汽车模具一直依赖进口的现状，顺应了我国汽车模具制造行业从低端到高端发展的趋势。

20130412）