淺談模具制造與數(shù)控加工技術(shù)

唐黎標

（ 杭州東新模具有限公司，浙江 杭州 310022 ）

0 引言

隨著現(xiàn)代制造業(yè)技術(shù)不斷進步，工業(yè)產(chǎn)品模具的結(jié)構(gòu)日趨復(fù)雜，尤其對模具成形精準度提出更高要求。模具材料硬度較大，因此對制造技術(shù)要求較高。模具數(shù)控加工及編程技術(shù)是以數(shù)控機床為加工手段，以計算機軟件進行編程的現(xiàn)代模具制造技術(shù)，可有效解決傳統(tǒng)加工技術(shù)中制造周期長、成品質(zhì)量層差不齊的不良現(xiàn)象。

1 加工特點

1.1 單件生產(chǎn)

采用數(shù)控技術(shù)制造模具，其顯著的特征為單件生產(chǎn)，與傳統(tǒng)加工中的批量生產(chǎn)不同，在單件生產(chǎn)中，能夠充分保證不同模具都具有一定優(yōu)勢，并且在生產(chǎn)制造中避免重復(fù)開模，因此對機床控制方面要求較高。在制造十分復(fù)雜的模具時，往往會使用到第三方機械軟件進行自動編程處理，并且有負責(zé)人員進行看管。[1]當編程出現(xiàn)錯誤時，責(zé)任人員在第一時間進行修訂，保證編程準確性。

1.2 存在區(qū)別

模具的前期設(shè)計與后期最終產(chǎn)品之間存在一定區(qū)別，模具前期設(shè)計階段的主要作用是為項目研發(fā)而服務(wù)，產(chǎn)品開發(fā)數(shù)量與時間等因素存在多變性，在制造過程中存在一定隨機性。由于種種因素，對模具設(shè)計與制造工作人員提出了更高的要求，相關(guān)人員在工作中應(yīng)要具備較高適應(yīng)能力，此外還應(yīng)當具備一定工作經(jīng)驗，確保模具設(shè)計與制造質(zhì)量。

1.3 精度要求

為充分保證制造模具精度，在進行加工過程中，必須要將制造誤差控制到最小，若誤差控制不及時，則直接影響模具質(zhì)量與精度。模具公差范圍在達到成型產(chǎn)品的1/7左右，對配合出的精度要求則更高。因此在制造中，只有達到相關(guān)精度，才能避免溢料現(xiàn)象，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量。

1.4 特殊加工

模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變，采用傳統(tǒng)加工與制造方式，無法對內(nèi)部細節(jié)進行詳細制造，且部分模具具有特殊要求，需電火花加工。使用電火花加工時，需利用電極輔助操作。電極在工作中應(yīng)當設(shè)置一定放電間隙。大多模具電極均以石墨作為原料，主要考慮石墨具有價格低廉、加工便捷等優(yōu)勢。[2]在使用數(shù)控設(shè)備加工時，石墨會出現(xiàn)一定量的粉塵，從而對設(shè)備造成或多或少影響，因此需安裝吸塵裝置，降低粉塵對設(shè)備的影響。

2 優(yōu)勢分析

2.1 改善勞動條件

模具制造行業(yè)屬于技術(shù)密集型及知識密集型產(chǎn)業(yè)。制造人員勞動強度較大，工作壓力大，但工作效率較低，嚴重影響模具質(zhì)量。摒棄傳統(tǒng)模具制造方式，充分采用數(shù)控加工技術(shù)進行模具制造，可減輕制造人員工作強度與壓力，只需進行監(jiān)控與調(diào)整操作既可?，F(xiàn)階段，模具制造產(chǎn)品大規(guī)模推廣，在一定程度上改善了模具制造行業(yè)的生產(chǎn)環(huán)境。模具制造將由原始的手工化、半機械化逐漸向技術(shù)化發(fā)展，此種轉(zhuǎn)變也使得模具制造的勞動條件得以改善。[3]

2.2 提高安全性能

將數(shù)控加工技術(shù)全面運用在模具制造中，從根本上提升模具制造設(shè)備的安全性能，保證其平穩(wěn)運轉(zhuǎn)。在模具制造中，設(shè)備一旦出現(xiàn)短路或者設(shè)備出現(xiàn)超負荷生產(chǎn)時，可造成設(shè)備損壞，存在一定安全隱患。使用數(shù)控加工技術(shù)，則有效避免這一現(xiàn)象。使用控制保護措施，對系統(tǒng)運行進行保護，從而避免危險事件發(fā)生，此外還能夠起到設(shè)備保護作用。據(jù)有關(guān)調(diào)查數(shù)據(jù)表明，使用數(shù)控加工技術(shù)后，設(shè)備損壞率得到控制，危險事件發(fā)生率大大降低。在模具制造中，零部件制造是首要環(huán)節(jié)，零部件是模具安全運轉(zhuǎn)的重要保證。使用數(shù)控加工技術(shù)，能從根本上提升模具的安全性能，延長設(shè)備使用時間。[4]

3 實踐運用

3.1 精度控制

在運用數(shù)控加工技術(shù)時，其應(yīng)用方向為模具制造精度控制。在模具制造中，為保證模具能夠滿足多方面要求，需充分控制每一個零件的精度。其主要原理為通過減少數(shù)控系統(tǒng)的方式，使用閉環(huán)補償技術(shù)，從而進行模具零部件的加工，提升數(shù)控機床的穩(wěn)定性與精度。[5]當機床穩(wěn)定性得以提升，其加工精度與幾何精度也同步提高，可在模具零件生產(chǎn)中，充分保證零件質(zhì)量，滿足不同客戶的特殊需求。

3.2 柔性加工

數(shù)控加工技術(shù)還被運用在模具制造柔性加工中。柔性主要指的是在使用數(shù)控加工技術(shù)時數(shù)控設(shè)備充分適應(yīng)模具對象的能力，即指數(shù)控機床具備了一定的應(yīng)變能力。在通常情況下，使用數(shù)控加工技術(shù)與設(shè)備可制造出形態(tài)各異、參數(shù)不同的模具，模具制造企業(yè)能夠提升模具制造柔性加工能力。在使用數(shù)據(jù)加工技術(shù)時，應(yīng)當依據(jù)實際情況，建立完善數(shù)字系統(tǒng)，并在此基礎(chǔ)上，為系統(tǒng)配置一定的使用功能，保證使用功能能夠滿足模具制造相關(guān)要求。[6]系統(tǒng)在運行中，還應(yīng)具備自動總結(jié)生產(chǎn)經(jīng)驗的功能，從而為后期改善提供經(jīng)驗借鑒。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化制造

數(shù)控技術(shù)除了能夠運用在精度控制方向與柔性加工方向之外，還能將其運用在網(wǎng)絡(luò)化制造方向。主要是通過計算機集成制造系統(tǒng)與綜合柔性制造系統(tǒng)相結(jié)合，不斷完善模具制造的通信協(xié)議，通過計算機網(wǎng)絡(luò)端口實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化制造。網(wǎng)絡(luò)化制造能夠從根本上提升模具制造精度，實現(xiàn)智能化控制，還能實現(xiàn)系統(tǒng)自動化發(fā)展，便于企業(yè)開展模具檢車與設(shè)備維修等工作。企業(yè)實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，對實現(xiàn)企業(yè)長遠發(fā)展、提升核心競爭力具有重要優(yōu)勢，符合現(xiàn)代化發(fā)展優(yōu)勢。

4 結(jié)語

數(shù)控加工技術(shù)具有多重優(yōu)勢，例如改善勞動條件、提高設(shè)備安全性能等，將此種加工技術(shù)運用在模具制造中，能夠提升企業(yè)生產(chǎn)效率，緩解員工壓力，滿足客戶的多元化需求。通過對數(shù)控技術(shù)的優(yōu)勢分析，從而明確數(shù)控加工技術(shù)能夠運用在精度控制方向、柔性加工方向與網(wǎng)絡(luò)化制造，從而提高企業(yè)核心競爭力，拉動模具制造業(yè)長遠發(fā)展。