數(shù)控加工在模具制造中的應(yīng)用

司媛媛

（河南工學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453000）

伴隨社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步，模具制造行業(yè)產(chǎn)品的更新速度越來(lái)越快、數(shù)量不斷增多，同時(shí)，對(duì)于產(chǎn)品形狀及精度的要求也不斷提高。傳統(tǒng)制造設(shè)備及工藝已無(wú)法滿足當(dāng)前模具制造行業(yè)的發(fā)展，而數(shù)控加工技術(shù)因?yàn)榭山鉀Q各類結(jié)構(gòu)復(fù)雜、精度要求高、小批量多變型的零件加工問(wèn)題而得到廣泛應(yīng)用，將其應(yīng)用于模具制造的生產(chǎn)過(guò)程中，不僅有利于保證模具的精度，而且還可實(shí)現(xiàn)對(duì)模具的高效設(shè)計(jì)與加工，在模具制造當(dāng)中發(fā)揮著非常重要的作用。

1 數(shù)控加工概述

1.1 數(shù)控加工的概念

數(shù)控加工技術(shù)是一種利用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制的技術(shù)。其可實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的自動(dòng)化控制，并廣泛應(yīng)用于其他方面。伴隨社會(huì)的發(fā)展，人們生活水平的提高，人們對(duì)于產(chǎn)品的需求量不斷增大，對(duì)于產(chǎn)品的質(zhì)量要求不斷提高，為突破產(chǎn)品生產(chǎn)周期長(zhǎng)、速度慢的局限，各企業(yè)迫切需求運(yùn)用新技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的制造，由此，數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)控加工技術(shù)包括數(shù)控編程技術(shù)和數(shù)控機(jī)床加工工藝技術(shù)，兩種技術(shù)相互聯(lián)系，且各自發(fā)揮著其應(yīng)有的作用。數(shù)據(jù)編程技術(shù)主要用于加工零件，以最大化地發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的功能，而數(shù)控機(jī)床是數(shù)控加工的基礎(chǔ)設(shè)備，直接影響了整個(gè)加工的精度和效率，二者相互配合，可充分發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)的作用。伴隨數(shù)控加工技術(shù)的不斷推廣應(yīng)用，其優(yōu)勢(shì)逐步顯現(xiàn)，并被引入模具制造行業(yè)當(dāng)中。

1.2 數(shù)控加工的特征

數(shù)控加工技術(shù)的特征主要體現(xiàn)在以下5方面：第一，產(chǎn)品性能質(zhì)量高。數(shù)控加工技術(shù)所使用的操作系統(tǒng)為數(shù)字一體化操作系統(tǒng)，可有效控制誤差，保證其處與允許范圍內(nèi)，進(jìn)而保證所加工產(chǎn)品的精度和質(zhì)量。第二，可加工相對(duì)復(fù)雜的零件。數(shù)控機(jī)床驅(qū)動(dòng)裝置包括主軸電機(jī)、進(jìn)給單元、進(jìn)給電機(jī)和主軸驅(qū)動(dòng)，此4部分可實(shí)現(xiàn)多坐標(biāo)聯(lián)動(dòng)，從而完成各種復(fù)雜模具的加工和生產(chǎn)，極適用于加工一些相對(duì)復(fù)雜的零件。第三，生產(chǎn)效率高。產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品生產(chǎn)周期及產(chǎn)品生產(chǎn)成本直接影響了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，也影響了企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。對(duì)于現(xiàn)代化模具制造企業(yè)而言，提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期和降低產(chǎn)品成本是其實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)期、可持續(xù)發(fā)展的根本。數(shù)控加工技術(shù)采取的是數(shù)字一體化操作系統(tǒng)，其加工速度快，大大縮短了模具制造的時(shí)間，使產(chǎn)品周期更短，有利于提高生產(chǎn)效率；所加工產(chǎn)品的精度高，有利于提高產(chǎn)品質(zhì)量，從而提高產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力，進(jìn)而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。第四，自動(dòng)化程度高。數(shù)控加工技術(shù)所采取的是數(shù)字化操作系統(tǒng)，其具有強(qiáng)連續(xù)性和高自動(dòng)化。相比于傳統(tǒng)加工技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)的使用不僅可減少操作人員的工作量、降低其勞動(dòng)強(qiáng)度，而且還可實(shí)現(xiàn)模具制造的連續(xù)性，將誤差控制在允許范圍內(nèi)，保證加工產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)提高其加工效率。另外，利用這種自動(dòng)化的操作技術(shù)，生產(chǎn)線上可實(shí)現(xiàn)流水式操作，各操作人員只需依照要求實(shí)施操作即可，出現(xiàn)人為錯(cuò)誤的概率極小。為此，數(shù)控技術(shù)在模具制造當(dāng)中得到廣泛應(yīng)用，并為企業(yè)帶來(lái)了良好的經(jīng)濟(jì)效益。第五，對(duì)操作人員的技術(shù)要求較高。數(shù)控加工技術(shù)本身所使用的是數(shù)字化操作系統(tǒng)，其信息化程度較高，因此，對(duì)于相關(guān)操作人員的技術(shù)要求也較高。一般數(shù)控加工技術(shù)操作人員不僅應(yīng)具備基本的計(jì)算機(jī)操作技能和專業(yè)的數(shù)字化操作技能，而且還需精通各類數(shù)控加工技術(shù)的控制語(yǔ)言，以便在實(shí)施操作時(shí)下達(dá)正確指令，同時(shí)，還需具備一定編寫代碼的能力，以有效控制數(shù)控機(jī)床。

2 數(shù)控加工在模具制造中的作用

2.1 有利于提高模具制造的精度

對(duì)于模具制造而言，精度的控制是關(guān)鍵。傳統(tǒng)模具制造的工藝相對(duì)復(fù)雜，包括銑、磨、車等，加工主要依靠技術(shù)人手動(dòng)操作完成，加工技術(shù)很難得到保障，且生產(chǎn)效率較低。而伴隨數(shù)控加工技術(shù)的廣泛推廣，其被引入模具制造行業(yè)，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用可有效保障模具制造的精度，同時(shí)提高模具制造的生產(chǎn)效率。數(shù)控加工技術(shù)擁有專業(yè)的數(shù)控銑床、數(shù)控成型機(jī)床等，不僅可滿足模具加工的各類需求，如空間、曲面等，而且還使得加工材料的選擇有了更廣泛的范圍。此外，針對(duì)一些加工難度較大、形態(tài)復(fù)雜的材料，以及稀有的金屬材料等，利用數(shù)控加工技術(shù)可對(duì)其加工精度進(jìn)行預(yù)先設(shè)計(jì)，以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品加工的高精度。

2.2 有利于提高模具制造的生產(chǎn)效率

伴隨社會(huì)及經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。對(duì)于模具制造行業(yè)而言，產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力受產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)周期及生產(chǎn)成本等方面的影響，提高產(chǎn)品質(zhì)量、縮短生產(chǎn)周期、降低生產(chǎn)成本是提高產(chǎn)品市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的根本手段，也是企業(yè)獲得更好經(jīng)濟(jì)效益的重要方式。為此，在對(duì)新模具產(chǎn)品進(jìn)行研發(fā)時(shí)，首先要考慮到產(chǎn)品的生產(chǎn)周期及生產(chǎn)效率，以幫助模具制造企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)當(dāng)中取得優(yōu)勢(shì)地位。數(shù)控加工技術(shù)以其高速切削工藝所生產(chǎn)出來(lái)的模具產(chǎn)品不僅質(zhì)量好，而且精度高、穩(wěn)定性強(qiáng)。據(jù)相關(guān)研究表明，相比于傳統(tǒng)的銑削工藝，數(shù)控加工技術(shù)的加工速度是其10倍，同時(shí)利用數(shù)控加工技術(shù)所制造的模具，包括大型模具，其誤差可控制在0.01mm以內(nèi)，不僅提高了模具加工的精度，而且也提高了其加工效率。此外，數(shù)控加工技術(shù)還可應(yīng)用于加工某些質(zhì)地堅(jiān)硬的材料，有利于拓寬模具加工的選材范圍，進(jìn)而拓展企業(yè)生產(chǎn)線，為企業(yè)創(chuàng)造良好經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 有利于推動(dòng)模具制造的智能化發(fā)展

當(dāng)前，我國(guó)已進(jìn)入信息化時(shí)代，不管是人們的生產(chǎn)或是生活當(dāng)中，無(wú)不透露著信息技術(shù)的身影，模具制造也不例外，信息技術(shù)的應(yīng)用極大地推動(dòng)了模具制造行業(yè)的智能化發(fā)展。國(guó)內(nèi)模具制造業(yè)現(xiàn)已廣泛使用虛擬設(shè)計(jì)及敏捷制造工藝。在進(jìn)行模具制造的過(guò)程當(dāng)中，利用信息技術(shù)不僅可促進(jìn)模具制造所使用設(shè)備的智能化改造，而且企業(yè)還可利用信息技術(shù)收集整理模具制造的相關(guān)信息，為制造系統(tǒng)的更新和改善提供有效數(shù)據(jù)依據(jù)，從而盡量滿足當(dāng)下市場(chǎng)對(duì)于復(fù)雜工藝的技術(shù)需求。如對(duì)于某些空間曲面，利用傳統(tǒng)工藝無(wú)法實(shí)現(xiàn)其加工，但是利用數(shù)控加工技術(shù)即可實(shí)現(xiàn)，并可依據(jù)市場(chǎng)需求實(shí)現(xiàn)其智能化加工。數(shù)控加工技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)管理的網(wǎng)絡(luò)化，以打破時(shí)間及空間限制，通過(guò)遠(yuǎn)程控制實(shí)現(xiàn)異地調(diào)控。此外，伴隨科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，利用數(shù)控加工技術(shù)還可實(shí)現(xiàn)各類模具制造信息的共享，以推動(dòng)模具制造不斷向前進(jìn)步。

3 數(shù)控加工在模具制造中的應(yīng)用

3.1 實(shí)施模具分類，選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)控機(jī)床

在對(duì)模具進(jìn)行加工前，需先對(duì)模具進(jìn)行分類，并依據(jù)模具的種類選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)控機(jī)床。數(shù)控加工機(jī)床的種類非常多，用于模具制造的數(shù)控加工機(jī)床也很多，數(shù)控加工機(jī)床的類型不同，其所生產(chǎn)出來(lái)的模具產(chǎn)品也不同，為能獲得最佳效果，就應(yīng)先進(jìn)行合理分類，然后再結(jié)合模具產(chǎn)品選擇適當(dāng)?shù)臋C(jī)床進(jìn)行加工。當(dāng)前使用相對(duì)頻繁的數(shù)控加工機(jī)床有銑加工、電火花切割、車削、磨削加工等，不同的模具只有選擇恰當(dāng)?shù)臋C(jī)床才能加工形成所需的模型，以實(shí)現(xiàn)提高生產(chǎn)效率、節(jié)約生產(chǎn)成本的目標(biāo)。如數(shù)控車削加工主要應(yīng)用于加工旋轉(zhuǎn)模具，但數(shù)控車同時(shí)還可應(yīng)用于車平面及車錐面等。為此，必須先對(duì)模具進(jìn)行分類，然后再選擇恰當(dāng)?shù)臄?shù)控機(jī)床，才能使生產(chǎn)企業(yè)獲得最大利益。

3.2 注重技術(shù)發(fā)展，改進(jìn)數(shù)控技術(shù)

當(dāng)前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)愈發(fā)激烈，數(shù)控加工技術(shù)也應(yīng)適應(yīng)當(dāng)前的市場(chǎng)發(fā)展形勢(shì)，依據(jù)模具發(fā)展需求進(jìn)一步投入研發(fā)，以選擇具有強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的新材料，將這些材料應(yīng)用于模具制造當(dāng)中，以提高模具制造質(zhì)量及生產(chǎn)效率。同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)本身也需進(jìn)一步改進(jìn)。伴隨市場(chǎng)的發(fā)展，市場(chǎng)所需的模具類型越來(lái)越多，以往的數(shù)控加工技術(shù)雖也能生產(chǎn)多種類型模具，但針對(duì)現(xiàn)下很多復(fù)雜、難度較高的模具，其就難以制造，為此，需不斷改進(jìn)所使用的數(shù)控加工技術(shù)，使得那些復(fù)雜、難度高的模具制造成為可能。如曲面模具，有時(shí)市場(chǎng)需求的可能是存在細(xì)微復(fù)雜的形態(tài)或是對(duì)模具材料有特殊要求的模具，對(duì)此，可利用數(shù)控電火花線切割及數(shù)控銑加工進(jìn)行配合，以順利完成模具的加工。

3.3 優(yōu)化加工程序，提高生產(chǎn)效率

數(shù)控編程是數(shù)控加工技術(shù)的重要內(nèi)容，良好的數(shù)控編程可實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工技術(shù)的改進(jìn)，從而進(jìn)一步提高模具制造的精度及效率，而這就需要編程設(shè)計(jì)人員具備豐富的專業(yè)理論知識(shí)及編程經(jīng)驗(yàn)，在進(jìn)行編程時(shí)，需充分考慮加工質(zhì)量、時(shí)間、程序等因素，依指令并行執(zhí)行原則，盡量縮短非切削時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)同一時(shí)間的共同并發(fā)。如在啟動(dòng)主軸時(shí)，需快速進(jìn)行移動(dòng)和定位，發(fā)生動(dòng)作干涉行為，以完成指令執(zhí)行，從而減少加工時(shí)間，提高生產(chǎn)效率。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，數(shù)控加工技術(shù)是當(dāng)前模具制造生產(chǎn)當(dāng)中所使用的重要先進(jìn)加工技術(shù)，相比于傳統(tǒng)加工技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)具有所加工產(chǎn)品的精度高、多樣化、效率高等優(yōu)勢(shì)，不但保證了模具制造的質(zhì)量，而且也提高了其生產(chǎn)效率，有利于提高模具制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)模制造行業(yè)的快速發(fā)展。相信伴隨科學(xué)技術(shù)的向前發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)水平也會(huì)得到不斷提升，其在模具制造行業(yè)當(dāng)中將發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，為機(jī)械制造企業(yè)創(chuàng)造良好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]尚笑非.淺論數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊,2016,(11):36.

[2]陳震.淺析數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用[J].科技展望,2015,25(20):168.