數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用研究

何漢斌

摘要：數(shù)控加工技術(shù)擁有非常優(yōu)異的加工性能，在模具制造中有著非常廣泛的運用。隨著現(xiàn)代社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對模具制造精度要求越來越高，傳統(tǒng)模具制造方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)下的加工需求，所以要在模具制造中充分融入數(shù)控加工技術(shù)。通過數(shù)控加工技術(shù)的運用，不僅有利于改善模具制造的精度，也有助于提高模具制造效率，甚至還能夠?qū)崿F(xiàn)模具制造的智能化轉(zhuǎn)變。當(dāng)下，數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在數(shù)控銑加工、數(shù)控車加工、數(shù)控電火花加工等方面，推動著模具制造行業(yè)不斷發(fā)展。

關(guān)鍵詞：數(shù)控加工技術(shù);模具制造;應(yīng)用

0? 引言

數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代信息技術(shù)在制造業(yè)的重要體現(xiàn)。伴隨著新時代的到來，社會各個行業(yè)都獲得了飛快的發(fā)展，尤其是工業(yè)生產(chǎn)制造領(lǐng)域發(fā)展速度更快，在此背景下模具制造領(lǐng)域?qū)C(jī)械制造水平的要求越來越高。在現(xiàn)代信息化水平不斷發(fā)展的基礎(chǔ)上，信息化技術(shù)與工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的結(jié)合越來越深入，不僅有效提升了工業(yè)生產(chǎn)制造的效率，同時也極大改善了工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的質(zhì)量，成為了當(dāng)代工業(yè)領(lǐng)域改革發(fā)展的重要方向。在當(dāng)代社會環(huán)境下，模具制造的復(fù)雜程度、精度等要求逐步提高，所需要制造的模具種類也越來越多樣化，以往的模具制造技術(shù)以及工藝流程等已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代化模具制造需求，將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到模具制造中，創(chuàng)新與優(yōu)化傳統(tǒng)模具制造技術(shù)，在促進(jìn)我國現(xiàn)代工藝不斷發(fā)展上發(fā)揮了重要的作用。本文重點闡述了數(shù)控加工技術(shù)的原理及應(yīng)用特征，分析了數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用優(yōu)勢，指出了數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的具體運用，為進(jìn)一步推動模具制造產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供支持。

1? 數(shù)控加工技術(shù)概述

1.1 數(shù)控加工技術(shù)的原理

數(shù)控加工技術(shù)表示為通過程序控制的自動化機(jī)械加工設(shè)備完成部件加工的工藝[1]。在進(jìn)行數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用時，主要從兩個方面進(jìn)行，分別是硬件部分與軟件部分。通常來說，軟件主要指能夠支持?jǐn)?shù)控加工技術(shù)正常運行的系統(tǒng)以及程序等。在進(jìn)行某個部件加工時，依照部件的加工要求、外形尺寸以及材質(zhì)等，設(shè)定好與之相對應(yīng)的程序，然后將程序?qū)氲较到y(tǒng)中，就可以按照設(shè)定的程序進(jìn)行自動加工。此外，通過計算機(jī)程序的控制，數(shù)控機(jī)床加工系統(tǒng)還能夠?qū)庸ぶ械臄?shù)據(jù)信息進(jìn)行收集和整理，由此形成了柔性制造系統(tǒng)[2]。硬件通常表示為數(shù)控機(jī)床以及相關(guān)配套設(shè)備等。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控加工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)的重要載體，和傳統(tǒng)通過人工方式進(jìn)行控制的加工設(shè)備不同的是，數(shù)控機(jī)床中涵蓋了多種類型的傳感器，能夠?qū)崿F(xiàn)加工參數(shù)的輸入與輸出，有效推動了柔性自動化的進(jìn)一步發(fā)展。

1.2 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用特征

伴隨著現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)與制造領(lǐng)域的結(jié)合越來越緊密。當(dāng)下，數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用特征體現(xiàn)在多個方面，主要表現(xiàn)為自動化、集中化以及柔性化[3]。首先，依托于數(shù)控加工技術(shù)的支持，自動化程度越來越高的制造業(yè)擁有更好的生產(chǎn)效能。數(shù)控加工能夠有效降低人工勞動強(qiáng)度，提高人力資源的利用效率，在降低企業(yè)人工費用的基礎(chǔ)上，還能夠提高產(chǎn)品加工品質(zhì)。其次，數(shù)控加工技術(shù)的集中化制造模式能夠降低環(huán)境的影響，同時提高制造效率。數(shù)控加工技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)各個加工工序的無縫對接，有效縮短各個工序之前的準(zhǔn)備時間，提高產(chǎn)品加工效率，此外，數(shù)控加工對空間要求不高，能夠在較為有限的場所下開展大批量生產(chǎn)。最后，依托于數(shù)控技術(shù)智能化特征，完美彌補(bǔ)了批量與柔性的對立問題。在以往加工方式中，由于人工操作以及機(jī)床加工范圍小的限制，使得實際加工中柔性程度較低，通常需要進(jìn)行大批量產(chǎn)品加工才能夠降低每件制造成本。通過數(shù)控加工技術(shù)中優(yōu)異的柔性特征，能夠很好的符合當(dāng)下多樣化的產(chǎn)品加工標(biāo)準(zhǔn)要求。

2? 數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到模具制造中的作用

2.1 有利于改善模具制造的精度

在以往模具加工過程中，一般需要通過銑、車、磨等工序來進(jìn)行，在此過程中要對模具進(jìn)行多次裝夾，導(dǎo)致模具加工精度控制較為困難。伴隨著信息化技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)在模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用越來越深入，越來越多的現(xiàn)代化先進(jìn)加工設(shè)備應(yīng)用到模具制造中，比如說數(shù)控銑床、車銑復(fù)合加工中心等。在數(shù)控加工設(shè)備的支持下，一方面能夠滿足形狀不規(guī)則、曲面復(fù)雜模具的加工需求，另一方面也能夠順利加工更多類型材質(zhì)的模具。數(shù)控加工技術(shù)可以很好的應(yīng)對難切削材料、稀有金屬材料的加工，可以按照設(shè)定的程序進(jìn)行高精度加工，有效保證了模具加工精度[4]。

2.2 有利于提高模具制造效率

在市場經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，必須要不斷提高產(chǎn)品的競爭力，這樣才能夠獲得更多的經(jīng)濟(jì)效益。提高模具制造速度、改善模具制造質(zhì)量、降低模具制造費用等，都會影響到產(chǎn)品的市場競爭力。所以，在進(jìn)行新模具開發(fā)與制造過程中，必須要盡可能的減少模具制造時間、降低成品生產(chǎn)周期。相比較與普通加工方式，數(shù)控加工技術(shù)擁有更高的切削速度，同時加工的模具產(chǎn)品擁有更好的穩(wěn)定性與精準(zhǔn)性，并且能夠?qū)ζ胀C(jī)床無法加工的模具材料進(jìn)行加工。通過數(shù)控加工技術(shù)的運用，能夠?qū)⒛＞呒庸ぞ瓤刂圃?.01mm甚至更低，這是普通機(jī)床無法達(dá)到的，能夠顯著改善產(chǎn)品市場競爭水平[5]。

2.3 有利于實現(xiàn)模具制造的智能化轉(zhuǎn)變

在信息化技術(shù)不斷發(fā)展背景下，與許多行業(yè)領(lǐng)域的聯(lián)系越來越密切，在模具制造領(lǐng)域中，通過信息化技術(shù)的應(yīng)用，有助于實現(xiàn)模具制造領(lǐng)域的智能化轉(zhuǎn)變?，F(xiàn)階段，虛擬模具設(shè)計的應(yīng)用越來越廣泛，柔性制造工藝成為了當(dāng)下模具制造的重要方式。模具制造工廠能夠依托于信息化網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模具制造數(shù)據(jù)的收集與整理，并以此為基礎(chǔ)完成對當(dāng)下制造系統(tǒng)的改進(jìn)與升級，可以很好的符合更大難度工藝的加工需求。

3? 數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用

3.1 數(shù)控銑加工的具體應(yīng)用

數(shù)控銑床是模具加工中常用的的一種加工設(shè)備。數(shù)控銑床的出現(xiàn)一定程度上推動了模具制造產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，能夠完成傳統(tǒng)加工機(jī)床無法實現(xiàn)的復(fù)雜工藝加工需求，使得造型復(fù)雜、曲面不規(guī)則模具加工成為了可能，同時還可以顯著降低模具制造周期，保證制造出的模具產(chǎn)品具有較高的精度，此外數(shù)控銑床在進(jìn)行模具制造加工時，不再需要人工過多的參與，減少了不必要的準(zhǔn)備時間，有效提高模具制造速度。

當(dāng)下，數(shù)控銑床在模具制造領(lǐng)域的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個方面[6]：首先，應(yīng)用于模具輪廓加工中。通過數(shù)控銑床的應(yīng)用，能夠較好的彌補(bǔ)傳統(tǒng)銑床加工中的弊端，在保證加工速度的同時，也能夠得到良好的外形輪廓加工精度;其次，應(yīng)用于模具曲面加工中。從當(dāng)下注塑模具加工現(xiàn)狀來看，絕大多數(shù)的產(chǎn)品均存在曲面。曲面加工是數(shù)控加工技術(shù)中十分關(guān)鍵的一個工藝類型，將加工工藝與CAM技術(shù)緊密結(jié)合，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行程序編程，依托于曲面加工工藝能夠擴(kuò)展模具加工范圍，滿足高難度模具加工需求，同時可以有效確保加工完成的模具產(chǎn)品具有較高的精準(zhǔn)度，很好的保證了曲面精度。

3.2 數(shù)控車加工的具體應(yīng)用

隨著現(xiàn)代制造業(yè)的不斷發(fā)展，對零部件加工精度要求越來越高，數(shù)控車床的運用可以很好的滿足現(xiàn)代加工標(biāo)準(zhǔn)，這是由于數(shù)控車床本身擁有十分優(yōu)秀的整體剛性，可以保證零部件加工過程的精準(zhǔn)性[7]。當(dāng)加工件的尺寸精度要求達(dá)到7級時，利用數(shù)控車床能夠較為輕松的實現(xiàn)，甚至在某些特殊情況下還能夠通過數(shù)控車床實現(xiàn)磨床功能。依托于數(shù)控加工技術(shù)的車削加工，刀具運動過程不同于普通車床，數(shù)控車床刀具運動是建立在插補(bǔ)運動基礎(chǔ)上，再加上數(shù)控車床具有較為優(yōu)異的剛性，所以數(shù)控車床能夠滿足一些要求較高的零部件加工需求，也能夠同時兼顧到零部件的直線度、圓度以及圓柱度等高標(biāo)準(zhǔn)要求。在使用過數(shù)控車床進(jìn)行零部件加工過程中，當(dāng)加工好的零部件尺寸精度有較大偏差時，通過對程序進(jìn)行設(shè)定和補(bǔ)償，確保零部件的加工精度。

3.3 數(shù)控電火花加工的具體應(yīng)用

目前，模具工業(yè)的迅速發(fā)展，推動了模具制造技術(shù)的進(jìn)步。電火花加工作為模具制造技術(shù)的一個重要分支，被賦予越來越高的加工要求。同時在數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展新形勢的影響下，促使電火花加工技術(shù)朝著更深層次、更高水平的數(shù)控化方向快速發(fā)展。雖然模具高速加工技術(shù)的迅猛發(fā)展使電加工面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，目前放電加工技術(shù)部分工序已被高速加工中心代替，但電火花加工仍舊有廣闊的前景。如在模具的復(fù)雜、精密小型腔、窄縫、溝槽、拐角、盲孔、深度切削等加工領(lǐng)域仍被廣泛應(yīng)用。同時這項技術(shù)一直被改進(jìn)和提升，使放電加工技術(shù)在模具工業(yè)中經(jīng)久不衰。先進(jìn)制造技術(shù)的快速發(fā)展和制造業(yè)市場競爭的加劇對數(shù)控電火花加工技術(shù)提出了更高要求，同時也為其提供了新的發(fā)展動力。

數(shù)控電火花加工技術(shù)正不斷向精密化、自動化、智能化、高效化等方向發(fā)展。如今新型數(shù)控電火花機(jī)床層出不窮，如瑞士阿奇、瑞士夏米爾、日本沙迪克、日本牧野、日本三菱等機(jī)床在這方面技術(shù)都有了全面的提高。

4? 結(jié)語

綜上所述，不管在任何時代背景下，經(jīng)濟(jì)發(fā)展的步伐永遠(yuǎn)不會停下來，所以，推動工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展也是持續(xù)不斷的。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷創(chuàng)新與發(fā)展，我國整體工業(yè)發(fā)展水平越來越高，對模具加工要求也逐步提升。在新時代不斷發(fā)展環(huán)境下，模具生產(chǎn)制造企業(yè)必須要不斷加強(qiáng)自身的改革與創(chuàng)新，積極探索新技術(shù)、新方法，充分發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)優(yōu)勢，在不斷提高模具加工效率的同時，也能夠獲得更高的模具加工精度，逐步提升自身的模具加工水平，從而在現(xiàn)代激烈的市場競爭環(huán)境占據(jù)有利地位，推動企業(yè)的長久、穩(wěn)定發(fā)展。

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