數(shù)控技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用分析

（福建農(nóng)林大學(xué)金山學(xué)院）

摘 要：本文總結(jié)出數(shù)控技術(shù)在模具制造中的重要性，對(duì)模具制造過程中數(shù)控技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。結(jié)合我國數(shù)控技術(shù)在模具制造中的實(shí)際情況，對(duì)具體的應(yīng)用進(jìn)行分析總結(jié)，最后對(duì)數(shù)控技術(shù)在模具制造中的未來發(fā)展做出預(yù)測(cè)，希望可以促進(jìn)我國模具制造數(shù)控化發(fā)展進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：數(shù)控技術(shù)；模具制造；應(yīng)用分析

前言

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，其技術(shù)水平的高低已經(jīng)成為衡量一個(gè)國家制造水平的重要標(biāo)志。隨著信息化技術(shù)的發(fā)展，產(chǎn)品更新?lián)Q代速度，許多高精密數(shù)控技術(shù)和機(jī)床產(chǎn)生為多品種、中小批量生產(chǎn)的復(fù)雜形狀的零件自動(dòng)化生產(chǎn)而高速化、高精度化方向發(fā)展。

一、數(shù)控技術(shù)在模具制造中的重要性

（一）可以滿足高精度的制造要求

大部分模具的完成一般要通過銑削、車削、磨削等機(jī)械加工方法來實(shí)現(xiàn)。普目前數(shù)控車床的脈沖當(dāng)量已普遍達(dá)到1μm，被大量引進(jìn)到模具制造行業(yè)中，這就滿足了加工的需要和對(duì)加工精度的要求。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，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)。

（二）提高了模具制造效率，增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)

隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，新產(chǎn)品的開發(fā)、研制及生產(chǎn)關(guān)鍵就是要合理地解決生產(chǎn)效益和產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力的問題。在模具制造行業(yè)中，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，提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。工件加工所需時(shí)間包括機(jī)動(dòng)時(shí)間和輔助時(shí)間、數(shù)控機(jī)床能有效地減少這兩部分時(shí)間。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，才能達(dá)到提高效率、節(jié)約成本的目的，從而提高產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

（三）加快模具制造網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展

隨著我國市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)體制的變革，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，利用計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)信息流自動(dòng)化，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)，實(shí)現(xiàn)CIMS（計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）加工。數(shù)控技術(shù)在模具制造中的比例越來越大，就可以根據(jù)數(shù)控技術(shù)智能化的特點(diǎn)，對(duì)模具制造水平提出了更高要求。在數(shù)控加工中，數(shù)控磨削加工以及其他一些數(shù)控加工方式，不僅可以提高加工產(chǎn)品效率，也可以提高產(chǎn)品質(zhì)量，解決加工復(fù)雜模具的難題。能夠更大程度地滿足模具制造過程中對(duì)高精度制造和復(fù)雜形狀變化的要求。

二、數(shù)控技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用分析

（一）模具制造中數(shù)控車削加工

大部分模具的完成一般要通過銑削、車削、磨削等機(jī)械加工方法來實(shí)現(xiàn)，這些均屬于模具加工的傳統(tǒng)機(jī)械加工工藝。為了能夠有效減少換刀次數(shù)，可按照提高效率原則劃分工序。劃分其工序的原則主要有2種。

1、對(duì)于粗車，一般對(duì)產(chǎn)品尺寸、粗糙度要求不高，只要符合機(jī)床剛度，表面粗糙度Ra為50～12.5μm，允許范圍內(nèi)應(yīng)盡量選擇大的切削深度和進(jìn)給量，并在此基礎(chǔ)上提高加工效率。

2、精車時(shí)，應(yīng)著重考慮怎樣去保證模具零件的加工質(zhì)量，為了提高機(jī)床的加工精度。此時(shí)應(yīng)盡量選擇較小的切削用量，加工順序的確定主要遵循先粗后精的原則，以便縮小刀具的移動(dòng)距離，減少加工時(shí)間。

（二）模具制造中數(shù)控銑加工

銑加工中很重要的一項(xiàng)工作就是選擇合適的銑刀，選擇刀具時(shí)，應(yīng)遵循精度高、強(qiáng)度大、剛性好、調(diào)整方便以及使用壽命長(zhǎng)的原則，另外銑刀的選擇還應(yīng)與加工對(duì)象保持一致。在實(shí)際的加工工作中，選擇銑刀時(shí)還應(yīng)參考所加工零件的幾何參數(shù)，舉例來說就是加工封閉的鍵槽時(shí)就應(yīng)選用鍵槽銑刀，加工平面時(shí)就應(yīng)選用面銑刀等。

（三）模具制造數(shù)控電火花線切割加工

首先需要根據(jù)零件圖紙技術(shù)的要求，對(duì)線切割加工軌跡做總體規(guī)劃，在確定加工零件輪廓線及加工路線時(shí)，應(yīng)首先考慮零件加工工藝質(zhì)量的要求。為了確保模具產(chǎn)品加工精度，采用通用夾具及夾板固定，加工時(shí)被工件切割部分要懸空，電極絲從上至下垂直穿過工件。在中、大型零件粗加工時(shí)，尺寸的精度和表面粗糙度要求低一些，故可優(yōu)先考慮加工速度。

（四）模具制造數(shù)控電火花成型加工

模具制造前，工藝人員應(yīng)該針對(duì)被加工模具的特點(diǎn)和加工要求來確定具體工藝。通常而言，電火花加工是利用兩極見脈沖放電時(shí)產(chǎn)生的電腐蝕現(xiàn)象，對(duì)材料進(jìn)行加工的方法。當(dāng)前在模具制造企業(yè)中廣泛使用的數(shù)控電火花成形機(jī)床都具有自動(dòng)定位功能，在需要定位時(shí)僅需輸入一些必要的測(cè)量參數(shù)，就能比較快捷地進(jìn)行地位。

（五）模具制造數(shù)控磨削加工

隨著數(shù)控磨床技術(shù)的成熟，四軸數(shù)控磨床也逐漸研制成功，并推向市場(chǎng)。隨著機(jī)制造的精度提高，一個(gè)國家的磨削工藝水平，往往地反映了國家機(jī)械制造的水平。數(shù)控磨削的方法有很多種，常用的有數(shù)控砂輪磨削法和數(shù)控夾具磨削法。外圓與平面磨削時(shí)，利用工具將砂輪修整成需要的數(shù)控表面，砂輪在磨削時(shí)，通過提高砂輪線速度，使得加快部分磨鈍的磨粒能自動(dòng)落或崩碎，從而來達(dá)到提高磨削效率和磨削質(zhì)量，使砂輪保持良好的磨削性能。

三、模具制造數(shù)控化發(fā)展分析

（一）電解加工技術(shù)

電解加工是利用金屬在電解液中電離時(shí)被溶解而使工件成形的一種特種加工方法，加工時(shí)，工件接直流電源的正極，工具接負(fù)極，兩極之間保持較小的間隙。電解加工的生產(chǎn)效率非常高，是電火花加工的5-10倍。由于電解加工無切削力作用，適合加工形狀復(fù)雜的模具型面和型腔。電解加工幾乎可以加工所有的導(dǎo)電材料，能獲得較高的加工精度和表面質(zhì)量。

（二）超聲波加工技術(shù)

超聲波加工是利用超聲波超聲頻振動(dòng)作動(dòng)力，推動(dòng)磨料以極高的速度沖擊工件表面，工件材料在磨料打擊下被破壞、脫落。超聲波可以加工導(dǎo)電材料、不導(dǎo)電材料和半導(dǎo)體材料，適合加工各種硬脆材料，特別是不導(dǎo)電的非金屬材料。超聲波加工是利用工具端作，通過驅(qū)動(dòng)工作液中的懸浮磨料撞擊加工表面的加工方法。

（三）高壓水切割加工技術(shù)

高壓水射流切割技術(shù)是以水為載體攜帶壓力能和動(dòng)能，射流工作介質(zhì)一般是水，不僅獲取容易而且成本低廉。用高壓水射流對(duì)材料進(jìn)行切割的工藝，高壓水射流初始作用材料時(shí)產(chǎn)生缺坑并伴隨裂紋和壓力波的出現(xiàn)。對(duì)水進(jìn)行加壓并連續(xù)輸出水流，從而讓切割刀頭把高壓水變?yōu)槌羲偎淞鳌?/p>

結(jié)論

模具在現(xiàn)代工業(yè)化進(jìn)程中起到了很大的作用，促使企業(yè)生產(chǎn)能夠?qū)崿F(xiàn)流水線發(fā)展。但是隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的需求也在不斷擴(kuò)大，對(duì)于產(chǎn)品的精確度也有提升，所以模具的在進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中必須保證自身精確度能夠有所提升。通過近幾年的模具數(shù)控化技術(shù)的發(fā)展研究，發(fā)現(xiàn)我國模具數(shù)控化有所進(jìn)步，已經(jīng)逐步開發(fā)出新的數(shù)控加工技術(shù)，對(duì)于我國模具制造行業(yè)來說無疑是個(gè)喜訊。

鑒于本人學(xué)識(shí)有限，在本文撰寫過程中存在不足之處，望各位導(dǎo)師以及同學(xué)能夠及時(shí)指出，以便日后及時(shí)做出修正。

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作者簡(jiǎn)介：陳燁，男，1993.8.20，漢，福建省寧德市福安市，大學(xué)本科。