數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用

李云妹，謝祖華

(福建船政交通職業(yè)學(xué)院，福州 350007)

0 引言

隨著社會(huì)的不斷發(fā)展，機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展達(dá)到了新高度。在新型工業(yè)發(fā)展的趨勢(shì)下，我國針對(duì)模具制造業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)也在進(jìn)一步提高，要求相關(guān)技術(shù)人員能夠在模具制造中合理應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，確保滿足機(jī)械工業(yè)部門對(duì)于精準(zhǔn)模具的需求。

1 數(shù)控加工技術(shù)在模具生產(chǎn)中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)

在當(dāng)前的模具生產(chǎn)之中，合理的應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于能夠降低人工成本、優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量、推動(dòng)企業(yè)人才培養(yǎng)。

1.1 降低人工成本

數(shù)控加工技術(shù)的使用可以解決傳統(tǒng)模具加工中費(fèi)時(shí)費(fèi)力、工藝繁瑣等問題，在計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的控制下利用數(shù)控機(jī)床，將模具的生產(chǎn)流程直接轉(zhuǎn)化為一體化、智能化生產(chǎn)，不需要人工參與手工勞作，在減少人力資源投入的基礎(chǔ)上確保提高生產(chǎn)效益。

1.2 優(yōu)化產(chǎn)品質(zhì)量

基于數(shù)控加工技術(shù)的合理應(yīng)用，可以利用智能化程序控制模具的生產(chǎn)加工流程，降低生產(chǎn)過程中出現(xiàn)殘欠品的幾率。并且，在計(jì)算機(jī)程序的合理控制下，數(shù)控加工機(jī)床還能研發(fā)出全新的生產(chǎn)工藝流程，滿足不同模具加工的承接要求，最終幫助企業(yè)拓展生產(chǎn)業(yè)務(wù)[1]。

1.3 推動(dòng)企業(yè)人才培養(yǎng)

通過有效運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)，可以促進(jìn)傳統(tǒng)人工操作模式的轉(zhuǎn)變，從而確保數(shù)控加工朝著智能化的方向發(fā)展。這要求在實(shí)際生產(chǎn)中培養(yǎng)更多高技術(shù)人才，確保企業(yè)技術(shù)人才能夠充分掌握機(jī)械原理與實(shí)踐技能，滿足現(xiàn)代化的生產(chǎn)和發(fā)展需求。

2 模具制造中數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的有效途徑

在模具制造中，合理使用數(shù)控加工技術(shù)主要包含了加強(qiáng)模具工藝規(guī)劃、提升模具加工精度、完善模具數(shù)控編程、落實(shí)模具加工生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)模具仿真驗(yàn)證等幾方面內(nèi)容，通過具體的分析和應(yīng)用滿足模具的實(shí)際制造要求。

2.1 加強(qiáng)模具工藝規(guī)劃

對(duì)模具加工企業(yè)而言，模具訂單一般要求比較急，并且質(zhì)量要求較高，模具工藝規(guī)劃呈現(xiàn)集中化的特點(diǎn)。在工藝規(guī)劃下，模具的生產(chǎn)需要滿足一次性完成既定目標(biāo)。在首次模具裝夾中要保證成功率，降低數(shù)控機(jī)床磨損程度，減少模具材料消耗?；谏鲜鰲l件的分析，模具不僅可以滿足產(chǎn)品生產(chǎn)需求，同時(shí)相對(duì)于傳統(tǒng)模具能夠盡可能降低不同機(jī)床對(duì)于模具的影響。在同軸孔加工中，應(yīng)該盡可能減少換刀的次數(shù)，甚至做到不換刀，并且要求固定好模具，采取這些措施就能極大程度提升模具制作精度。在實(shí)際的模具制作過程中要按照先粗后精的基本原則進(jìn)行，如果處于同一個(gè)級(jí)別，那么基于各自的上一道工序的具體落刀位置，可優(yōu)先安排距離刀具近的工序，等待完成平面工序之后再進(jìn)行其余工序的操作[2]。

2.2 提升模具加工精度

為了促進(jìn)模具制造加工精度與效率的提升，需要落實(shí)數(shù)控機(jī)床的程序化控制。在常規(guī)化的模具制造過程中，往往會(huì)利用人工制造，但是在人為操作中會(huì)受到不同因素的影響，如環(huán)境因素、他人干擾、員工情緒等，即便沒有受到外界影響，也不可能確保操作的零偏差。模具制造中數(shù)控加工技術(shù)的使用，可以有效克服傳統(tǒng)制造的弊端。人為失誤主要是表現(xiàn)在機(jī)床主軸旋轉(zhuǎn)控制操作不夠穩(wěn)定，一旦控制不當(dāng)，會(huì)直接影響模具表面的粗糙度。針對(duì)此問題，主要是因?yàn)橹鬏S回轉(zhuǎn)中心線出現(xiàn)了偏離以及嚴(yán)重的磨損。在數(shù)控加工中就要有效落實(shí)程序控制工作，確保數(shù)控機(jī)床加工控制的準(zhǔn)確性，以此提升模具產(chǎn)品制造的標(biāo)準(zhǔn)化水平。例如，在模具制造與加工過程中使用數(shù)控加工技術(shù)。當(dāng)模具懸空的時(shí)候要利用懸臂梁來支撐，最大限度減少懸空的面積，同時(shí)降低震顫發(fā)生率。在加工刀具的選擇方面也要結(jié)合刀具長度與直徑的要求，避免因?yàn)檫x擇不恰當(dāng)、使用不規(guī)范引發(fā)震顫問題，影響模具的實(shí)際制造質(zhì)量。

2.3 完善模具數(shù)控編程

在模具制造中使用數(shù)控加工技術(shù)還需要科學(xué)編碼程序的支持，但是模具制造中的柔性特征會(huì)增加編程工作量，模具程序的合理性與科學(xué)性也影響模具的使用效果。手工編程無法滿足復(fù)雜工藝下數(shù)控加工的刀具運(yùn)行路線要求，取而代之的就是利用CAM編程軟件，應(yīng)用是非常廣泛的。CAM編程軟件與手工編程相比，可以進(jìn)行相對(duì)復(fù)雜的人機(jī)交互，憑借模具制造過程中的有利因素提升制造效率。同時(shí)，CAM編碼軟件以模具的幾何特征為參考，通過電子信息化技術(shù)生成對(duì)應(yīng)的編碼；直接將模具的幾何參數(shù)以及對(duì)應(yīng)的材料特征等輸入電腦，形成要求列表。作為模具的生產(chǎn)人員，基于列表的實(shí)際要求明確模具生產(chǎn)過程中用到的刀具種類和機(jī)床種類，并且明確走刀路線。在完成模具的工藝設(shè)計(jì)之后還要經(jīng)過軟件的自動(dòng)化生成，選擇相應(yīng)的工具和制作過程，使人工編碼失誤率降至最低[3]。

2.4 落實(shí)模具加工生產(chǎn)

在進(jìn)行模具的加工生產(chǎn)過程中，要全面細(xì)致地分析模具的設(shè)計(jì)方案，確定零件的類型，并且基于制造要求選擇數(shù)控機(jī)床。在模具制造過程中，可以考慮使用裝夾工具。所以要明確工件的大小，一般可以選擇助架板固定機(jī)床螺栓，通過創(chuàng)建坐標(biāo)系，以此為基礎(chǔ)條件加以調(diào)整，并嚴(yán)格控制模具制造加工偏差，確保生產(chǎn)精度。另外，在模具制造加工過程中，因?yàn)楹芏喙ば虻膶?shí)施都要利用數(shù)控車床、銑床等，所以依靠一臺(tái)數(shù)控機(jī)床很難完成所有工序。為了不斷提升數(shù)控機(jī)床應(yīng)用水平，在保障工件精度的同時(shí)要合理安排加工程序，盡可能減少模具毛坯的粗加工加工余量，保障生產(chǎn)加工的快捷性。同時(shí)，在數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)際使用中要做好設(shè)備維護(hù)與管理工作，確保所有設(shè)備都處于穩(wěn)定的運(yùn)行狀態(tài)[4]。

2.5 實(shí)現(xiàn)模具仿真驗(yàn)證

在當(dāng)前的機(jī)械模具制造中，雖然使用數(shù)控加工技術(shù)可以有效降低出錯(cuò)率，但是，在技術(shù)人員操作方式和生產(chǎn)環(huán)境等因素的影響下難免會(huì)遇到過切、碰撞等質(zhì)量問題。所以，在機(jī)械模具制造過程中，要重視仿真驗(yàn)證分析。在仿真驗(yàn)證時(shí)，工作人員還需要基于機(jī)械模具的制造環(huán)境，分析制造生產(chǎn)之中出現(xiàn)的各種因素對(duì)機(jī)械模具制造加工產(chǎn)生的影響，并且采取針對(duì)性的措施提高機(jī)械模具制造效率。另外，目前有很多驗(yàn)證軟件基本上都是通過動(dòng)態(tài)圖像方式呈現(xiàn)仿真驗(yàn)證過程，幫助技術(shù)人員找到模具與仿真驗(yàn)證生成模型的區(qū)別。同時(shí)，合理分析動(dòng)態(tài)圖形的變化形式，找到數(shù)控加工技術(shù)的不足，針對(duì)性的改進(jìn)和優(yōu)化。

3 結(jié)語

在社會(huì)不斷發(fā)展的大背景之下，模具制造業(yè)呈現(xiàn)出復(fù)雜化、多元化的特征，傳統(tǒng)的人工操作已經(jīng)無法滿足實(shí)際的加工需求，無法保障加工精度，需要在模具制造中合理使用數(shù)控加工技術(shù)，在滿足難度大、高標(biāo)準(zhǔn)的模具加工需求的同時(shí)提升模具的加工效率和加工品質(zhì)，最終提升模具加工的經(jīng)濟(jì)效益，推動(dòng)模具加工制造業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。