淺談數(shù)控技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

黃劍亮

摘要：隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及科學(xué)技術(shù)的不斷更新進(jìn)步，人們的生活、工業(yè)、通訊以及建筑領(lǐng)域中都離不開模具制造，模具制造業(yè)對(duì)人們生活及經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響越來越重要。數(shù)控技術(shù)是一門集計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)、測(cè)量技術(shù)、現(xiàn)代模具制造技術(shù)、微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)等多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。它的出現(xiàn)給模具制造帶來了新的突破和發(fā)展空間，因其本身的復(fù)雜性以及應(yīng)用的廣泛性，在發(fā)展過程中未免存在一些問題，本文將進(jìn)行深入探討。

關(guān)鍵詞：模具設(shè)計(jì)；數(shù)控技術(shù)；機(jī)械自動(dòng)化；發(fā)展現(xiàn)狀

作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)的基礎(chǔ)性行業(yè)，隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)生產(chǎn)的需要也在不斷增大，機(jī)械設(shè)計(jì)的技術(shù)水平也在不斷的更新進(jìn)步。模具制造工具作為工業(yè)生產(chǎn)的基礎(chǔ)方式，其奠基作用是無可替代的，現(xiàn)代模具制造行業(yè)的發(fā)展也是一國(guó)的綜合國(guó)力和技術(shù)水平的很好體現(xiàn)，模具制造業(yè)是一個(gè)國(guó)家綜合國(guó)力的重要組成部分，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有著重大影響。數(shù)控技術(shù)作為現(xiàn)代工業(yè)領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的高新技術(shù)，對(duì)制造業(yè)的發(fā)展有著十分重要的促進(jìn)作用。

一、模具制造在工業(yè)領(lǐng)域發(fā)展中存在的問題

1.1傳統(tǒng)技術(shù)遺留問題嚴(yán)重

由于我國(guó)模具制造業(yè)起步晚，很多技術(shù)是從國(guó)外引進(jìn)過來的，沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)使得我國(guó)模具制造業(yè)在國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)中處于被動(dòng)地位，在加上目前我國(guó)模具制造市場(chǎng)中一些劣質(zhì)的工具產(chǎn)品嚴(yán)重?cái)_亂了市場(chǎng)秩序，這種惡性的競(jìng)爭(zhēng)使我國(guó)模具制造業(yè)發(fā)展明顯后勁不足。目前，在我國(guó)模具制造行業(yè)依然存在很多傳統(tǒng)落后的技術(shù)及輔具，落后的技術(shù)導(dǎo)致產(chǎn)品的質(zhì)量問題嚴(yán)重，制造技術(shù)難以跟進(jìn)市場(chǎng)產(chǎn)品需求等一系列現(xiàn)象，在競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的市場(chǎng)環(huán)境下，傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)沒有競(jìng)爭(zhēng)力，難以把握市場(chǎng)份額。

1.2產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理

雖然數(shù)控技術(shù)已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用，但是我國(guó)卻沒有一個(gè)很完善的模具制造業(yè)和技術(shù)的發(fā)展體系，大部分的先進(jìn)技術(shù)還是直接引進(jìn)先進(jìn)國(guó)家的成果，使我國(guó)模具制造業(yè)在國(guó)際上處于被動(dòng)低位，而無創(chuàng)新性可言。這樣就會(huì)導(dǎo)致很多問題的發(fā)生，譬如信息服務(wù)業(yè)與軟件比重不平衡、數(shù)據(jù)庫(kù)產(chǎn)業(yè)規(guī)模小及集成電路產(chǎn)業(yè)在發(fā)展速度與經(jīng)濟(jì)效益方面要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于國(guó)外企業(yè)。

1.3技術(shù)人才匱乏

模具制造業(yè)產(chǎn)業(yè)是一個(gè)資金與人才密集型的產(chǎn)業(yè)，由于我國(guó)模具制造業(yè)起步晚，加上長(zhǎng)期以來缺乏培養(yǎng)這方面人才的體制機(jī)制，隨著信息產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，這種的矛盾越來越明顯和深化。我國(guó)長(zhǎng)期以來一些關(guān)鍵性的電子元件主要依靠進(jìn)口，從某種程度上來說，嚴(yán)重影響了模具制造業(yè)品牌的創(chuàng)建及創(chuàng)新能力的發(fā)揮，很多企業(yè)缺乏專利意識(shí)，在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中明顯處于被動(dòng)地位。

二、數(shù)控技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的作用體現(xiàn)

2.1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。

2.2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)行操作過程中輸入精確的數(shù)字信息來完成，這就提高了加工的精確度，使最終生產(chǎn)出來的模具產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。

2.3提高了加工技術(shù)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。

三、模具設(shè)計(jì)中數(shù)控技術(shù)的主要應(yīng)用方向

3.1模具設(shè)計(jì)的高精度化和復(fù)雜形狀要求

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。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)加工工藝無法達(dá)到的。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。

3.2高速切削提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力

在模具制造行業(yè)中，新產(chǎn)品的開發(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)方面來進(jìn)行，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0.01mm，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。

3.3實(shí)現(xiàn)模具制造生產(chǎn)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化

隨著數(shù)控機(jī)床網(wǎng)絡(luò)化、智能化程度的日益提高，模具制造行業(yè)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)信息集成的需求問題。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，若無法通過傳統(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/CAM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。

四、結(jié)論

綜上所述，模具制造業(yè)已經(jīng)成為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的一大支柱產(chǎn)業(yè)，不斷的應(yīng)用在社會(huì)生活以及工業(yè)發(fā)展之中，數(shù)控技術(shù)是制造業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、數(shù)字化、柔性化、信息化、集成化、網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)，對(duì)制造業(yè)起著舉足輕重的作用，有著廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域和廣闊的應(yīng)用前景。我們要在實(shí)踐中不斷總結(jié)創(chuàng)新，增強(qiáng)以模具制造業(yè)為核心技術(shù)的研發(fā)能力，更好的應(yīng)用在生活以及工業(yè)發(fā)展之中，提高人們的生活水平以及促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。

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