眾所周知，鋁材擠壓模具最關(guān)鍵的部位是?？椎墓ぷ鲙?。其中工作帶的長(zhǎng)度，角度，形狀和表面粗糙度是影響鋁型材成形和表面質(zhì)量的關(guān)鍵因素。國(guó)內(nèi)的擠壓廠目前都是依靠人工打磨拋光，借助于角規(guī)，刀口尺和千分尺來(lái)對(duì)工作帶的長(zhǎng)度和表面進(jìn)行檢測(cè)和修正，其精度往往難于保證，另外作業(yè)人員的技能水平差距也直接影響到作業(yè)后的效果，引入三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)后，如何提高修模作業(yè)者的水平，如何進(jìn)行型材問題的模具分析是本文要向大家介紹的。
1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的系統(tǒng)構(gòu)成，測(cè)量原理和測(cè)量模型
1.1 硬件構(gòu)成
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)硬件系統(tǒng)由三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，人工操作平臺(tái)，電腦控制系統(tǒng)和打印機(jī)組成。如圖1所示，探測(cè)臂上的探測(cè)頭可以在xyz三維空間移動(dòng)和測(cè)量，電腦用于運(yùn)行自動(dòng)控制軟件和進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，打印機(jī)用于輸出測(cè)量結(jié)果。
1.2軟件系統(tǒng)的測(cè)量原理和二次開發(fā)的測(cè)量模型
測(cè)量原理見圖2，先在模具表面建立測(cè)量基準(zhǔn)平面，然后將探頭置于工作帶邊緣，啟動(dòng)相應(yīng)的探測(cè)程序，探測(cè)頭A沿著工作帶表面進(jìn)行點(diǎn)掃描，記錄下每個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，測(cè)量終了后探測(cè)頭歸位，測(cè)量過程結(jié)束。
1.3工作帶評(píng)價(jià)的理論模型
根據(jù)實(shí)際使用中工作帶可能存在的形式，建立了一種評(píng)價(jià)理論模型，如圖3所示，為了表述工作帶輪廓形狀的好壞程度（平面度），我們將工作帶分為上中和中下兩部分進(jìn)行評(píng)價(jià)，引入了角差概念，為減少測(cè)量誤差，計(jì)算時(shí)取工作帶長(zhǎng)度的20%-80%范圍進(jìn)行評(píng)估。
1.4 測(cè)量結(jié)果的表達(dá)和輸出
測(cè)量的坐標(biāo)數(shù)據(jù)經(jīng)電腦系統(tǒng)處理后生成直觀的文字和圖形的表達(dá)形式，由打印機(jī)進(jìn)行輸出，易于對(duì)結(jié)果進(jìn)行客觀分析，標(biāo)準(zhǔn)輸出結(jié)果如圖4所示:
輸出結(jié)果的信息包含：測(cè)量日期，模具型號(hào)，壁厚尺寸，工作帶長(zhǎng)度，工作帶角度，上中工作帶角度，中下工作帶角度，角差，輪廓形狀圖。
1.5 對(duì)測(cè)量結(jié)果的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
基于我廠對(duì)修模作業(yè)的要求，設(shè)定工作帶角度的作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)為±0.05°管理范圍為±0.1°
角差管理范圍為±0.1°。超出此范圍的皆為不達(dá)標(biāo)。
2 利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)幫助修模者提高作業(yè)水平
2.1 首先我們建立了一個(gè)作業(yè)測(cè)量記錄表，如圖5所示，圖中橫軸代表著檢測(cè)的工作帶角度誤差值，縱軸代表著表征工作帶平面度的角差值，圖中不同顏色的點(diǎn)代表著不同作業(yè)者拋光作業(yè)后的檢測(cè)結(jié)果。
2.2建立作業(yè)檢測(cè)結(jié)果的評(píng)估等級(jí)，如圖6所示，A級(jí)，代表角度和角差均在±0.05°范圍內(nèi)，B級(jí)，代表角度和角差均在±0.1°范圍內(nèi)，C級(jí)，代表角度和角差均在±0.15°,對(duì)每位修模作業(yè)者要求每月自檢2-3套模具，空閑時(shí)可以自行進(jìn)行練習(xí)。
2.3上述模式在實(shí)施一年后所取得的效果，各位修模作業(yè)者技能水平都有了相當(dāng)程度的提高，檢測(cè)結(jié)果A級(jí)達(dá)標(biāo)率達(dá)到80%以上，更重要的收獲是擠壓模具上機(jī)中止率由原來(lái)33%降到了現(xiàn)在的15%左右。
3 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)用于分析鋁材缺陷的模具問題的應(yīng)用案例
擠壓模具在使用一段時(shí)間后，或者經(jīng)多次拋光作業(yè)后工作帶都會(huì)出現(xiàn)不同程度的變形，如果能夠定期將使用中模具用三坐標(biāo)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)，就能夠預(yù)早的發(fā)現(xiàn)問題，并進(jìn)行修正，杜絕不良的型材問題發(fā)生。下面是集中常見的缺陷問題分析。
3.1鋁型材表面條紋增多，并伴有流點(diǎn)產(chǎn)生，將缺陷面模具工作帶用三坐標(biāo)機(jī)進(jìn)行檢測(cè)后發(fā)現(xiàn)工作帶塌邊較為嚴(yán)重，檢測(cè)結(jié)果如圖7所示，修正方法就是將工作帶打磨拋光還原到最初狀態(tài)。
3.2多孔模具在使用一段時(shí)間以后出現(xiàn)了流速差，在排除了擠壓機(jī)對(duì)中問題后，用三坐標(biāo)機(jī)對(duì)模具進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)流速快的一孔工作帶下塌比較多，形成了明顯的負(fù)角度，如圖8所示，修正方法就是將負(fù)工作帶找正為90度，速差消除。
3.3 鋁型材出料平面波浪，平面凸，用三坐標(biāo)機(jī)對(duì)模具進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)波浪一側(cè)的工作帶產(chǎn)生了塌邊，如圖9所示，修正方法，將塌邊一側(cè)的工作帶修正為+0.2-+0.4度的正角度。
4 結(jié)束語(yǔ)
介紹三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在擠壓修模中的應(yīng)用方法，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以在x,y,z三軸坐標(biāo)空間進(jìn)行任意點(diǎn)的坐標(biāo)測(cè)定，測(cè)量精度可以達(dá)到1um，其應(yīng)用軟件也功能強(qiáng)大，還可以方便的進(jìn)行二次開發(fā)，應(yīng)用于不同的場(chǎng)合，國(guó)內(nèi)許多行業(yè)都用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為產(chǎn)品終檢儀器。但在擠壓修模上的應(yīng)用，本公司走在國(guó)內(nèi)同行業(yè)的前面，對(duì)提高修模者作業(yè)水平和進(jìn)行型材缺陷的模具分析提供了可靠地方法和手段。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在修模間實(shí)際使用中起到了相當(dāng)大的作用，幫助修模者提高了自己的技能水平，并幫助修模者分析生產(chǎn)中的模具問題，為修模者提供可靠了分析數(shù)據(jù)，修模者還用來(lái)對(duì)日常使用的角規(guī)進(jìn)行定期校正。除此以外，我公司還用于對(duì)新模具進(jìn)行終檢質(zhì)量驗(yàn)收，向模具制造車間和模具設(shè)計(jì)者反饋傾向和規(guī)律性數(shù)據(jù)用于改善相關(guān)工序。
