淺析數(shù)控技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用

朱憲印

（徐州金麥田商貿(mào)有限公司，江蘇 徐州221000）

0 引言

模具作為制造業(yè)中一種常用且重要的加工設(shè)備，具有較高的利用價(jià)值，一般由模具加工制造得到的產(chǎn)品價(jià)值往往是模具本身的很多倍。模具行業(yè)的發(fā)展依賴于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。隨著計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字信息化技術(shù)已日漸成為模具制造業(yè)實(shí)現(xiàn)智能化、自動(dòng)化、集成化和規(guī)?；年P(guān)鍵技術(shù)。所以，數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率不可或缺的方法，本文將對(duì)數(shù)控技術(shù)在模具制造過(guò)程中發(fā)揮的重要作用進(jìn)行闡述。

1 數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于模具制造可滿足高精度制造和復(fù)雜形狀變化的要求

大部分模具的完成一般要通過(guò)銑削、車削、磨削等機(jī)械加工方法來(lái)實(shí)現(xiàn)，這些均屬于模具加工的傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝。近年來(lái)，隨著數(shù)字信息化技術(shù)和數(shù)控機(jī)床技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床，如數(shù)控銑床、數(shù)控電加工成型機(jī)床、數(shù)控線切割機(jī)床和精密加工中心等，被大量引進(jìn)到模具制造行業(yè)中，大大解決了型腔模具對(duì)大量空間曲面的要求問(wèn)題，同時(shí)也擴(kuò)大了模具加工材料的范圍，難加工的材料、形狀復(fù)雜質(zhì)地薄脆的材料以及貴重金屬材料的模具加工都可以通過(guò)數(shù)控電加工機(jī)床完成，這就滿足了加工的需要和對(duì)加工精度的要求。近年來(lái)，通過(guò)對(duì)數(shù)控機(jī)床的運(yùn)用，數(shù)控技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)顯而易見(jiàn)：普通數(shù)控機(jī)床的加工精度已經(jīng)由10μm提高到了5μm，精密級(jí)加工中心的加工精度從3～5μm提高到了1～1．5μm，超精密加工精度在數(shù)控技術(shù)不斷提高和完善的條件下已經(jīng)進(jìn)入納米級(jí)，這些精度都是傳統(tǒng)加工機(jī)床和傳統(tǒng)加工工藝無(wú)法達(dá)到的。而且數(shù)控技術(shù)對(duì)模具復(fù)雜形狀的模擬和精密計(jì)算，也使得模具復(fù)雜形狀的加工成為可能。隨著數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機(jī)床的不斷發(fā)展，高精度的數(shù)控機(jī)床數(shù)量會(huì)不斷增加，能夠更大程度地滿足模具制造過(guò)程中對(duì)高精度制造和復(fù)雜形狀變化的要求。

2 數(shù)控加工能夠進(jìn)行高速切削，大幅提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，如何能夠有效融入市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)大潮，關(guān)鍵就是要合理地解決生產(chǎn)效益和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的問(wèn)題。生產(chǎn)周期的長(zhǎng)短、產(chǎn)品的質(zhì)量和成本最終決定了產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。同理，在模具制造行業(yè)中，新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、研制及生產(chǎn)都要圍繞提高生產(chǎn)效率和縮短生產(chǎn)周期2個(gè)方面來(lái)進(jìn)行，在較短的時(shí)間內(nèi)投放高質(zhì)量的產(chǎn)品才能使企業(yè)最終立于不敗之地。數(shù)控加工技術(shù)中的高速切削技術(shù)是一個(gè)重要的數(shù)控加工技術(shù)，高速切削技術(shù)一般具有工件溫升低、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、可加工硬質(zhì)材料和加工效率高等特點(diǎn)，特別是加工效率，一般可達(dá)到傳統(tǒng)銑削加工速度的5～10倍之多，因此在數(shù)控加工技術(shù)普及到模具制造過(guò)程中時(shí)，高速切削技術(shù)被高度重視。用高速銑削機(jī)床對(duì)大中型模具進(jìn)行加工的精度可以達(dá)到0．01 mm，高速切削技術(shù)的進(jìn)給速度和換刀時(shí)間能夠保證加工模具的質(zhì)量，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

3 數(shù)控加工技術(shù)的運(yùn)用可實(shí)現(xiàn)模具制造生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化

隨著我國(guó)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的變革，計(jì)算機(jī)軟硬件建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的水平越來(lái)越高。對(duì)于模具制造行業(yè)而言，其中的虛擬設(shè)計(jì)和敏捷制造技術(shù)顯得非常必要。對(duì)數(shù)控裝備進(jìn)行信息化、智能化和網(wǎng)絡(luò)化的改造，將從很大程度上解決模具制造行業(yè)對(duì)生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)實(shí)現(xiàn)信息集成的需求問(wèn)題，同時(shí)也順應(yīng)了數(shù)控加工網(wǎng)絡(luò)化和智能化的發(fā)展趨勢(shì)。數(shù)控加工技術(shù)的智能化發(fā)展能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)對(duì)模具制造復(fù)雜形狀的要求，如空間曲面、變斜角類零件等，若無(wú)法通過(guò)傳統(tǒng)的模具加工工藝完成，就可以根據(jù)數(shù)控技術(shù)智能化的特點(diǎn)，利用CAD／CA M等軟件先進(jìn)行自動(dòng)編程，之后再運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)控機(jī)床進(jìn)行相應(yīng)的加工。數(shù)控機(jī)床的智能化和網(wǎng)絡(luò)化編程效率極高，精度準(zhǔn)確，出錯(cuò)率極低，能夠提高模具的制造質(zhì)量及生產(chǎn)效率。對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制和調(diào)試可以使機(jī)床具有更大的柔性空間和可控度，網(wǎng)絡(luò)化系統(tǒng)也可使數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)異地操作，達(dá)到動(dòng)態(tài)調(diào)試和監(jiān)控機(jī)床正常運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化、智能化程度的日益提高，各種相關(guān)資源和先進(jìn)技術(shù)得以共享，使模具制造行業(yè)達(dá)到了一個(gè)新的高度，大大促進(jìn)了模具制造業(yè)的發(fā)展。智能化的數(shù)控機(jī)床可實(shí)時(shí)監(jiān)控加工進(jìn)度，自動(dòng)選擇和調(diào)節(jié)加工工藝參數(shù)及放電間隙，從而提高了加工效率、精度和自動(dòng)化程度。由此可見(jiàn)，數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用可以實(shí)現(xiàn)模具制造生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化、智能化和自動(dòng)化，大幅度提高生產(chǎn)效率和模具加工質(zhì)量，解決加工復(fù)雜模具的難題。

4 在模具制造中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的作用

4．1 加工精度的提高確保了產(chǎn)品質(zhì)量

傳統(tǒng)加工技術(shù)工藝落后、不成熟，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量粗糙、廢品率極高，不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)生活中對(duì)模具高精度和形狀復(fù)雜度的要求。而數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)是通過(guò)數(shù)字化信息系統(tǒng)，結(jié)合多種先進(jìn)軟件，在程序的運(yùn)行操作過(guò)程中輸入精確的數(shù)字信息來(lái)完成，這就提高了加工的精確度，使最終生產(chǎn)出來(lái)的模具產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。

4．2 拓寬了加工范圍

在模具制造過(guò)程中運(yùn)用數(shù)控技術(shù)，能夠解除傳統(tǒng)加工工藝對(duì)模具加工材料和模具形狀、規(guī)模的限制。利用數(shù)字控制裝置部分（由驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)和進(jìn)給電機(jī)等組成），整個(gè)驅(qū)動(dòng)裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)多點(diǎn)多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，從而完成模具生產(chǎn)的各項(xiàng)復(fù)雜工作，可以使如汽車覆蓋件模具、壓鑄模具、大型塑料模具等的大規(guī)模復(fù)雜曲面的加工精度達(dá)到0．01 mm，滿足了現(xiàn)代模具制造對(duì)模具精度的要求，同時(shí)還大大擴(kuò)展了加工范圍，難加工的材料、形狀復(fù)雜質(zhì)地薄脆的材料以及貴重金屬材料的模具加工都可以通過(guò)數(shù)控電加工機(jī)床完成。

4．3 降低了勞動(dòng)強(qiáng)度

數(shù)字信息化技術(shù)的采用，大大提高了數(shù)控機(jī)床的數(shù)字化程度，相較于傳統(tǒng)的機(jī)床加工而言，不但大幅度降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，而且提高了生產(chǎn)效率。在自動(dòng)化技術(shù)的前提下，生產(chǎn)加工一體化進(jìn)行，形成了流水線的生產(chǎn)模式，各個(gè)部分的操作人員只需要按步驟和標(biāo)準(zhǔn)要求操作即可，從而節(jié)省了人力成本，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短了生產(chǎn)周期，促進(jìn)了模具生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

4．4 數(shù)控加工技術(shù)人員具有更加專業(yè)的水平

數(shù)控加工技術(shù)對(duì)操作人員有很高的專業(yè)要求，需要操作人員掌握相關(guān)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識(shí)和機(jī)床的機(jī)械原理等。在現(xiàn)代數(shù)控模具制造業(yè)中，技術(shù)人員需要掌握的數(shù)控加工語(yǔ)言有ATL語(yǔ)言和NC語(yǔ)言。只有選拔具備相關(guān)專業(yè)技術(shù)知識(shí)和操作經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員來(lái)從事數(shù)控加工工作，才能夠不斷推動(dòng)數(shù)控加工技術(shù)在模具制造加工中的應(yīng)用，降低操作錯(cuò)誤率。所以相較于傳統(tǒng)的模具制造加工人員，數(shù)控加工技術(shù)人員具有更加專業(yè)的水平，更能推動(dòng)模具制造行業(yè)的快速發(fā)展。

5 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、數(shù)字信息化控制技術(shù)的不斷發(fā)展和其在當(dāng)代模具制造過(guò)程中的不斷深化運(yùn)用，都使模具的加工質(zhì)量、加工精度、生產(chǎn)效率得到大幅度提高。同時(shí)，數(shù)控技術(shù)運(yùn)用到模具制造過(guò)程中還可以有效縮短模具的生產(chǎn)周期，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、生產(chǎn)成本和廢品率，從而提高了模具產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。由此可見(jiàn)，數(shù)控加工技術(shù)在模具制造行業(yè)中起到了舉足輕重的作用，成為模具先進(jìn)制造技術(shù)不可或缺的一部分。數(shù)控技術(shù)的運(yùn)用推動(dòng)了整個(gè)模具制造行業(yè)的發(fā)展，擴(kuò)大了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，有利于現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。

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