數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應用分析

李文軍，張杰

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數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應用分析

李文軍，張杰

（天津職業(yè)大學，天津 300410）

隨著新時代的到來，現(xiàn)代化信息技術(shù)不斷提升，在工業(yè)加工企業(yè)當中信息技術(shù)得到了廣泛的應用，數(shù)控加工技術(shù)的應用就是其最顯著的體現(xiàn)，尤其是在模具制造中的應用更加顯示出其具備的優(yōu)勢。為了更好地促進模具制造業(yè)的發(fā)展，針對數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應用進行了分析。

數(shù)控加工技術(shù)；模具制造；數(shù)控機床；生產(chǎn)效率

隨著新時代的到來，社會各個領(lǐng)域都得到了快速發(fā)展，其中工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展速度極快，模具制造行業(yè)也不斷提升了標準要求。隨著時代發(fā)展，人們對于模具在精確化、標準化以及多樣化等方面要求也越來越高。傳統(tǒng)的模具制造技術(shù)其自身具備的各種工藝特性，已經(jīng)難以滿足當前現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求。而作為新加工技術(shù)的數(shù)控加工技術(shù)，被廣泛應用于模具制造行業(yè)之中，促進了我國現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展。

1 關(guān)于數(shù)控加工的重要概述

1.1 數(shù)控加工技術(shù)的重要定義

所謂數(shù)控加工技術(shù)，主要是通過對現(xiàn)代化數(shù)字化信息技術(shù)的應用，在機械設備中實現(xiàn)自動化控制的一項新型技術(shù)。它能夠使現(xiàn)代化的機械設備實現(xiàn)當前工業(yè)領(lǐng)域需求的自動化控制，并能夠?qū)⑵鋸V泛應用到其他方面。隨著社會不斷的發(fā)展與進步，社會經(jīng)濟的發(fā)展推動了人們生活水平的提高，人們對各式各樣產(chǎn)品的需求量也逐漸加大，在產(chǎn)品質(zhì)量方面要求也越來越高，為了能夠?qū)a(chǎn)品在生產(chǎn)周期與速度慢方面的局限打破，運用新技術(shù)是各個企業(yè)實現(xiàn)各種產(chǎn)品制造的重要途徑，數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)解決了各大企業(yè)的這個難題。數(shù)控加工技術(shù)不是單一的一種技術(shù)，它融合了數(shù)控編程與數(shù)控機床加工工藝兩種技術(shù)，使二者之間相互建立聯(lián)系，并且能夠各自將其自身所擁有的作用進行充分發(fā)揮。其中數(shù)據(jù)編程技術(shù)是針對于零件加工而采用的技術(shù)，它能夠?qū)?shù)控機床所蘊含的功能最大化進行發(fā)揮，而數(shù)控機床在數(shù)控加工設備中屬于基礎性設備，它能直接影響整個加工過程的精度與效率，兩種技術(shù)相互之間協(xié)調(diào)配合，才能將數(shù)控加工技術(shù)的真正作用切實充分發(fā)揮。而在數(shù)控加工技術(shù)不斷得到推廣與應用的過程中，它的優(yōu)勢也不斷得到突顯，從而被引入到了我們模具制造的行業(yè)之中。

1.2 數(shù)控加工的主要特征

數(shù)控加工技術(shù)具有非常顯著的特征，具體體現(xiàn)在以下5個方面：①生產(chǎn)出的產(chǎn)品具有高質(zhì)量。在數(shù)控加工技術(shù)中采用了數(shù)字一體化的操作系統(tǒng)，這一操作系統(tǒng)的優(yōu)勢非常強大，它能夠?qū)ιa(chǎn)的誤差進行有效控制，能夠?qū)⒄`差控制在允許的范圍之內(nèi)，進而使得所生產(chǎn)加工的產(chǎn)品精度與質(zhì)量得到了保證。②能夠?qū)Ρ容^復雜的零件進行加工與生產(chǎn)。在數(shù)控加工技術(shù)的數(shù)控機床驅(qū)動裝置中，主要包含了4個部分，分別為主軸電機裝置、進給單元裝置、進給電機裝置以及主軸驅(qū)動裝置，這4個部分能夠?qū)崿F(xiàn)相互之間的多坐標聯(lián)動效應，從而實現(xiàn)對各種非常復雜模具的加工及生產(chǎn)的任務。③具有非常高的生產(chǎn)效率。在進行產(chǎn)品生產(chǎn)加工的過程中，其質(zhì)量、生產(chǎn)周期、生產(chǎn)成本都會給企業(yè)在市場競爭力方面帶來非常直接的影響，同時也會對企業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營所獲得的經(jīng)濟效益產(chǎn)生很大程度的影響。而作為現(xiàn)代化的模具制造企業(yè)，要想獲得長久、可持續(xù)化的發(fā)展，必須從提升產(chǎn)品質(zhì)量、縮減生產(chǎn)周期、降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本等方面來實現(xiàn)。而數(shù)控加工技術(shù)中的數(shù)字一體化操作系統(tǒng)在其中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，它能夠?qū)⒂绊懏a(chǎn)品生產(chǎn)的枷鎖打破，使產(chǎn)品加工的速度得到提升，從而縮減模具生產(chǎn)制造的時間，加快產(chǎn)品生產(chǎn)的速度，將產(chǎn)品生產(chǎn)的周期縮短，這些對于提高生產(chǎn)效率都是極為有利的；所生產(chǎn)的產(chǎn)品精度的高低，與產(chǎn)品質(zhì)量有著直接的關(guān)系，產(chǎn)品精度越高產(chǎn)品質(zhì)量越高，產(chǎn)品質(zhì)量獲得提高，勢必促進產(chǎn)品競爭力的提升，進而使得企業(yè)的整體經(jīng)濟效益獲得提升。④具有較高程度的自動化。在數(shù)控加工技術(shù)中所采用的操作系統(tǒng)屬于數(shù)字化操作系統(tǒng)，具有非常強的數(shù)字化特征，并且在生產(chǎn)應用中也有非常高的連續(xù)性及自動化。數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，在操作人員方面，它不僅能夠更大程度減少工作人員的工作量及勞動強度，還能夠使模具制造在生產(chǎn)中實現(xiàn)連續(xù)性，高效地將生產(chǎn)誤差進行控制，使其能夠始終處于允許范圍之內(nèi)，以此來保障產(chǎn)品的質(zhì)量，同時還能有效提升產(chǎn)品的加工效率。此外，對數(shù)控加工技術(shù)的充分利用，能夠使流水生產(chǎn)線的操作方式得以實現(xiàn)，相關(guān)工作人員在進行操作時僅僅需要依照操作的要求來實施操作即可實現(xiàn)生產(chǎn)，而且在人為方面，出現(xiàn)錯誤的概率非常小。所以數(shù)控技術(shù)才能夠在眾多模具制造企業(yè)當中獲得推廣并被廣泛應用，通過對其的應用為企業(yè)獲得了非常好的經(jīng)濟效益。⑤在操作技術(shù)方面的要求比較高。由于數(shù)控加工技術(shù)的操作系統(tǒng)所采用的是數(shù)字化操作系統(tǒng)，所以其在信息化方面的程度是非常高的，因此，在進行模具產(chǎn)品生產(chǎn)的過程中，對操作人員有較高的技術(shù)要求。一般情況下，在數(shù)控加工技術(shù)下應用的操作人員必須具備最基本的計算機操作技能、專業(yè)化的數(shù)字化操作技能，此外，還需要非常精通各種類型的數(shù)控加工技術(shù)中所使用的控制語言，這樣在進行生產(chǎn)操作時才能夠準確無誤地下達指令，與此同時，對于他們而言，具備一定的代碼編寫能力，能夠更好地對數(shù)控機床進行有效控制。

2 數(shù)控加工在模具制造中應用的優(yōu)勢分析

2.1 能夠有效提升模具制造的精度

在當前的模具制造行業(yè)中，人們對于模具制造的精度要求越來越高，而模具精度又是保證產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。過去傳統(tǒng)的模具制造工藝在應用過程中相對而言較為復雜，所包含的生產(chǎn)流程主要有銑、磨、車等環(huán)節(jié)，而且主要依靠相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)人員通過手動操作的方式來完成，在加工技術(shù)方面很難保障其精度，在生產(chǎn)效率方面也非常低。而在數(shù)控加工技術(shù)被廣泛應用和推廣之后，模具產(chǎn)品的精度得到了很大程度的提升，并獲得了有效的保障，與此同時，產(chǎn)品的生產(chǎn)效率得到提升。在數(shù)控加工技術(shù)中，集合了非常專業(yè)的銑床、成型機床等，這些方面都含有較高的數(shù)控技術(shù)成分，既可以使模具加工在選擇類型方面的需求獲得滿足，還可以滿足在空間方面、曲面方面的需求等，還能夠使相關(guān)的加工材料具有選擇性，使其選擇的范圍更加廣泛。

2.2 能夠有效提升模具制造的生產(chǎn)效率

隨著當前社會經(jīng)濟發(fā)展速度不斷加快，市場競爭環(huán)境也愈加復雜與激烈。而當前的模具制造行業(yè)要想使產(chǎn)品能夠有效提升競爭力，必須加強產(chǎn)品質(zhì)量，降低產(chǎn)品的生產(chǎn)周期以及產(chǎn)品的生產(chǎn)成本等，使產(chǎn)品的質(zhì)量獲得提高，產(chǎn)品的生產(chǎn)周期得到縮減，產(chǎn)品的生產(chǎn)成本得到控制進而降低，這些方面的改變是提高模具產(chǎn)品在市場經(jīng)濟競爭力的最佳途徑，同時也是模具生產(chǎn)企業(yè)能夠獲得更高經(jīng)濟效益的一種重要手段。因此，在進行新型模具產(chǎn)品相關(guān)項目的研發(fā)時，要進行周全考慮，既要對模具產(chǎn)品的實際生產(chǎn)周期如何縮短進行考慮，又要考慮如何提升產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，從而切實有效幫助相關(guān)模具制造企業(yè)提升競爭力，使其能夠在市場競爭激烈的環(huán)境中獲得發(fā)展優(yōu)勢及較高的地位。數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中具有非常高的優(yōu)勢，其擁有的切削工藝技術(shù)具有高速切割的能力，能夠保證生產(chǎn)加工出來的各種模具產(chǎn)品都具有非常高的品質(zhì)，不僅產(chǎn)品質(zhì)量非常好，而且在產(chǎn)品的精度上也非常高，并具有超強的穩(wěn)定性。通過相關(guān)的科學研究發(fā)現(xiàn)，數(shù)控加工技術(shù)與傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，其銑削工藝在加工速度方面數(shù)控加工技術(shù)是傳統(tǒng)工藝的10倍，而通過對數(shù)控加工技術(shù)利用，其產(chǎn)生的誤差都能夠控制在0.01 mm之內(nèi)，不僅使模具產(chǎn)品的加工精度得到有效提高，還促進了產(chǎn)品加工效率的有效性提升。除此之外，數(shù)控加工技術(shù)還能夠針對一些質(zhì)地非常堅硬的材料進行加工，促使模具產(chǎn)品在加工的過程中拓寬了材料選擇的范圍，進而促進了模具企業(yè)在生產(chǎn)方面的拓展，從而幫助企業(yè)創(chuàng)造出更高的經(jīng)濟效益。

2.3 能夠推動模具制造實現(xiàn)智能化的發(fā)展

隨著社會的發(fā)展我國已經(jīng)步入了現(xiàn)代化的信息時代，人們無論是在日常的生產(chǎn)中還是在生活當中，信息身影幾乎無處不在，而在模具產(chǎn)品的制造中也同樣離不開信息技術(shù)?？梢娦畔⒓夹g(shù)的推廣與應用在模具制造行業(yè)之中，極大推進了該領(lǐng)域朝向智能化方向發(fā)展。

3 數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應用分析

3.1 數(shù)控銑加工在模具制造中的具體應用

數(shù)控銑床在數(shù)控加工技術(shù)中屬于較為典型的設備。數(shù)控銑床在很大程度上促進了模具制造行業(yè)的轉(zhuǎn)變，生產(chǎn)出原來傳統(tǒng)技術(shù)加工工藝難以生產(chǎn)的、非常復雜的模具，有效縮減了產(chǎn)品制造的時間，還使得模具在制造精度方面得到了提高，并在實際生產(chǎn)中減少大量使用手工操作的概率，成功縮短了產(chǎn)品制造的周期。數(shù)控銑加工技術(shù)應用于模具制造生產(chǎn)中，主要應用在以下幾個方面：①在輪廓加工中的應用。有效改變了原來傳統(tǒng)銑床技術(shù)在生產(chǎn)效率方面低下的狀態(tài)。 ②在曲面加工中應用。曲面合成在注塑模零件制造的過程中，大部分零件表面都是具有一定曲面的。在數(shù)控銑加工技術(shù)中，曲面加工是加工工藝中最具典型的工藝，再次將工藝與CAD軟件進行結(jié)合來實現(xiàn)編程，通過數(shù)控銑床技術(shù)的應用，能夠使多種非常復雜的曲面類型產(chǎn)品的加工得以實現(xiàn)，而且所加工制成的零件部件品質(zhì)都非常高，幾乎不存在殘次品。③在孔加工中的應用。鉆孔、擴孔等技術(shù)在進行模具孔加工的過程中，是常見的操作技術(shù)，將數(shù)控加工技術(shù)應用于孔加工生產(chǎn)之中，能夠?qū)崿F(xiàn)將所有加工程序都在一臺機床上進行，不僅有效提升了精度，還縮短了產(chǎn)品制造時間。

3.2 數(shù)控車加工在模具加工中的具體應用

有些零件在精度方面的要求是較高的，數(shù)控車床能夠很容易滿足其要求，這是因為數(shù)控車床的整體剛性非常好，它能夠保證產(chǎn)品制造時保持極高的精度。零部件的尺寸精度需求在7級時，利用數(shù)控車加工來進行生產(chǎn)基本上沒有什么困難，有時在一些特定的場合能夠?qū)崿F(xiàn)以車代磨。而且在數(shù)控加工技術(shù)下的車削，其使用的刀具是通過插補運動使其實現(xiàn)運動，再與剛性較好的機床進行良好配合，因此，在各個方面要求都比較高的零件都可以采用車加工的方式來進行，比如直線度、圓度還有圓柱度等方面要求較高的零件。如果在利用機床車進行產(chǎn)品加工過程中，發(fā)現(xiàn)機床車加工的位置在精確度方面沒達到要求，我們可以通過相關(guān)程序進行相應的修正，以提高產(chǎn)品加工的精度。

3.3 數(shù)控加工對刀技術(shù)的具體運用

在進行工件加工時，先在機床上進行定位裝夾，將這一步完成之后，必須對工件在機床上安裝的位置正確與否進行確定，這樣才能方便和機床上原來存在的坐標系建立聯(lián)系。在對工件在機床上具體安裝位置確定的具體過程，實際上是通過對機床上刀的位置來確定的，在對加工工件的編程坐標系位置確定時，其編程加工的位置也都是按照這個坐標系作為參照的。我們在需要加工零件的圖紙上進行工件坐標系的建立時，需要保證零件上存在的所有幾何元素的位置都必須明確，而在進行工件坐標系原點確定時，通常都是以零件加工圖上某一個具有特征的點作為原點，建立坐標系，這樣才能使編程當中建立的坐標系能夠?qū)崿F(xiàn)與工件之中建立的坐標系重合。在數(shù)控加工技術(shù)中能夠?qū)崿F(xiàn)編程，而編程又可分為手工與自動兩種編程，為了能夠使程序得到簡化，當前利用計算機編程技術(shù)已經(jīng)成為未來發(fā)展的一種趨勢。

4 結(jié)束語

總而言之，無論什么時候?qū)崿F(xiàn)經(jīng)濟的發(fā)展都是無止無休的，因此，實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展也是永無止境的。我國工業(yè)生產(chǎn)水平隨著科技的進步不斷得到提高，在模具加工方面的要求隨之不斷提高。因此，在新時代背景下，模具加工企業(yè)需要對新技術(shù)進行不斷研究，通過提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率、質(zhì)量來提升自身的競爭力，這樣才能更好地在復雜的市場環(huán)境中生存和發(fā)展。

［1］江文思.數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應用探討［J］.南方農(nóng)機，2018，49（15）：166，169.

［2］石國軍.模具制造中數(shù)控加工技術(shù)應用分析［J］.現(xiàn)代工業(yè)經(jīng)濟和信息化，2018，8（8）：61-62，65.

［3］閆拓，楊藝，杜鵬.數(shù)控加工技術(shù)在機械模具制造中的應用［J］.時代農(nóng)機，2018，45（6）：247.

2095－6835（2019）01－0031－02

TG659；TG76

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10.15913/j.cnki.kjycx.2019.01.031

〔編輯：嚴麗琴〕