機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)分析

楊小燕

（威海機(jī)械工程高級(jí)技工學(xué)校，山東 威海 264500）

模具作為工業(yè)發(fā)展行業(yè)的重要基礎(chǔ)，需要在模具制造技術(shù)及生產(chǎn)質(zhì)量等多方面定制要求標(biāo)準(zhǔn)，在對(duì)現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行研發(fā)優(yōu)化的情況下，針對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械模具加工制造技術(shù)及設(shè)備應(yīng)用中所存在的問題，開展深入研究工作予以解決，可在一定程度提升實(shí)際生產(chǎn)質(zhì)量及加工效率。因此，有必要在技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)和質(zhì)量等多方面進(jìn)行深入研究。

1 模具制造中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用方向

1.1 作業(yè)高精度控制

數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用可有效提升模具制造中的加工工藝，在零件加工過程中增加高精度控制能力，可有效提升工件加工質(zhì)量及精確程度。尤其是在加工零件所提出的質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)中，由于其在精度控制方面提出更高標(biāo)準(zhǔn)，可在結(jié)合應(yīng)用后良好滿足高精度管理要求。在高精度控制力與幾何精度結(jié)合后，可利用減少數(shù)控系統(tǒng)的方式使機(jī)床制作精度及穩(wěn)定性得到有效提升。

1.2 實(shí)現(xiàn)柔性化加工

柔性作為數(shù)控機(jī)床適應(yīng)加工對(duì)象的重要能力，可在加工過程中利用相同的數(shù)據(jù)機(jī)床與數(shù)據(jù)系統(tǒng)進(jìn)行作業(yè)，所生產(chǎn)的零件產(chǎn)品及模具在結(jié)構(gòu)、形狀方面可展現(xiàn)不同變化。在實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工柔性化加工目標(biāo)時(shí)，需重視數(shù)控系統(tǒng)的構(gòu)建重要性，并在其中增加開放式特點(diǎn)，可完成多種加工用途設(shè)計(jì)需要。通過配置專用及通用等功能，在與用戶技術(shù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)合后，在重新編輯后可作為專家系統(tǒng)使用，利用其控制能力及專業(yè)性為模具制造控制提供重要保障。

1.3 加工高速切削功能的應(yīng)用

高速切削功能的應(yīng)用極為重要，對(duì)實(shí)際加工效率的改善提升具有明顯效果。這種施工方式可有效改善機(jī)床振動(dòng)問題，在明顯降低其影響后使加工廢屑的處理能力得到提升，使熱變形問題得到控制。在主軸切削性能得到提升的同時(shí)，可在原生產(chǎn)加工制作質(zhì)量方面進(jìn)行優(yōu)化，使工件加工精度效果更佳明顯，為此，應(yīng)在重視主軸系統(tǒng)與剛性能力的基礎(chǔ)上，使數(shù)控系統(tǒng)的高速運(yùn)算及高速通信等功能得到提升。

1.4 網(wǎng)絡(luò)化制作功能

數(shù)控加工技術(shù)與模具制造的結(jié)合，可在其中增加柔性制作系統(tǒng)及計(jì)算機(jī)集成系統(tǒng)制造系統(tǒng)等功能，對(duì)多種通信協(xié)議的構(gòu)建完善程度具有明顯影響，在后續(xù)配備網(wǎng)絡(luò)接口后，可使用計(jì)算機(jī)平臺(tái)遠(yuǎn)程監(jiān)控，對(duì)制作工藝及質(zhì)量進(jìn)行檢測(cè)確認(rèn)，進(jìn)一步提升工件的加工制作能力。

1.5 舉例分析使用效果

在試驗(yàn)過程中選擇帶有彎頭的零件進(jìn)行嘗試，彎頭位置設(shè)定為夾角45°的錐形彎頭，左右兩端需要將距精準(zhǔn)控制為15mm。所選材料為達(dá)到預(yù)定加工要求，其中具有45 鋼。在零件裝夾期間，利用夾板將其傾斜45°后固定，工件左側(cè)在V 形鐵上靠近后才可固定螺栓及夾具，并確保夾板是否已妥善固定。利用數(shù)控加工程序構(gòu)建坐標(biāo)系后進(jìn)行模擬，確認(rèn)坐標(biāo)系變化情況是否符合使用需求。實(shí)驗(yàn)中將彎頭夾角錐度預(yù)定為1:50，選擇15mm 為半圓距離，并結(jié)合各個(gè)部分?jǐn)?shù)據(jù)完善坐標(biāo)系后制作模型。在模型制作完畢后檢驗(yàn)其中是否存在誤差，并嘗試加工實(shí)物與其進(jìn)行對(duì)比檢驗(yàn)，在對(duì)出現(xiàn)誤差部位進(jìn)行調(diào)整校準(zhǔn)后，所加工的工件確認(rèn)達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)期。

2 機(jī)械模具數(shù)控加工的主要要求

2.1 明確產(chǎn)品基本特征情況

通常在進(jìn)行模具制造工作時(shí)，由于不同模具中自身結(jié)構(gòu)特征具有明顯區(qū)別，所以在生產(chǎn)加工期間主要以單件生產(chǎn)為主。需要在數(shù)控編程及機(jī)床控制等方面進(jìn)行嚴(yán)格管控，從而避免在加工期間出現(xiàn)重復(fù)開模情況。為保證模具加工質(zhì)量，在模具結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜的情況下應(yīng)使用其他機(jī)械軟件進(jìn)行輔助配合，從而更好地完成加工任務(wù)[1]。

2.2 了解多種不確定因素的影響

模具的主要作用是為產(chǎn)品開發(fā)工作提供重要便利性，由于模具在開發(fā)期間具有一定不確定性特點(diǎn)，所以在時(shí)間及數(shù)量等多方面會(huì)出現(xiàn)隨機(jī)變化，模具設(shè)計(jì)人員必須提升自身應(yīng)變能力，才能適應(yīng)多種不確定因素頻繁出現(xiàn)的過程，另外，設(shè)計(jì)人員的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)是否豐富，也是保證模具開發(fā)質(zhì)量的重要基礎(chǔ)條件之一。在加工期間必須保證其精準(zhǔn)程度控制達(dá)到最高標(biāo)準(zhǔn)，為盡量減少誤差問題出現(xiàn)，加工人員需要嚴(yán)格按照工作流程規(guī)范制度進(jìn)行操作，從而在操作過程中減少誤差出現(xiàn)的可能性，為產(chǎn)品的質(zhì)量提供保障[2]。

2.3 提高機(jī)械加工的規(guī)范程度

大部分模具在使用時(shí)，都會(huì)出現(xiàn)內(nèi)部構(gòu)造較為復(fù)雜的特點(diǎn)，需要在加工期間提高嚴(yán)格規(guī)范控制力度，在使用其他機(jī)械加工手段進(jìn)行輔助配合的情況下，盡量避免出現(xiàn)加工不到位等情況，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量降低。比如在使用電火花技術(shù)時(shí)，為保證特殊模具制造過程的科學(xué)可控，需要嚴(yán)格遵守操作規(guī)范進(jìn)行加工，可在提升實(shí)際加工質(zhì)量的同時(shí)減少機(jī)床使用率，從而真正發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)的重要價(jià)值。

3 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

3.1 可在產(chǎn)品精度方面進(jìn)行提升

數(shù)控機(jī)床在應(yīng)用期間可利用提前設(shè)定的指令代碼，在滿足模具加工過程所提出的各項(xiàng)加工條件的情況下，可使用機(jī)床完成零件加工工作，不但可以有效減少大量人工操作所需消耗的工作時(shí)長，也可以有效提升實(shí)際生產(chǎn)加工精度，還可以有效提升零件生產(chǎn)的質(zhì)量水平。

3.2 可有效增強(qiáng)經(jīng)濟(jì)效益

通過使用電腦程序可使數(shù)控機(jī)床在合理控制下自動(dòng)完成加工任務(wù)，在作業(yè)過程中可以進(jìn)行重復(fù)操作，在確保產(chǎn)品實(shí)際加工精度的同時(shí)保證其實(shí)際尺寸符合預(yù)定要求，通過這種生產(chǎn)方式可按照預(yù)定要求連續(xù)加工生產(chǎn)，在最大程度省略多種繁瑣環(huán)節(jié)并使生產(chǎn)質(zhì)量得到提升的情況下，可在成本使用消耗方面突出其節(jié)約效果，從而增加更多經(jīng)濟(jì)效益。另外，這種數(shù)控化加工過程遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過普通機(jī)床操控效果，在最大限度內(nèi)可使操作者減少控制過程的繁瑣程度，只需按照要求進(jìn)行零件裝卸或刀具更換工作，即可在簡(jiǎn)單控制操作過程的情況下高效完成加工任務(wù)，由于這種加工方式比較簡(jiǎn)單可靠，在熟練技術(shù)工人的人員數(shù)量需求方面不需要額外提出要求。

4 機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)的應(yīng)用情況

4.1 數(shù)控車削加工技術(shù)

這一技術(shù)在應(yīng)用中可承擔(dān)制造業(yè)的多種加工工作任務(wù)，比如所需制作的各類桿類零件及回轉(zhuǎn)模具加工應(yīng)用方面，可良好完成導(dǎo)樣、頂尖、沖壓模具沖頭等各項(xiàng)工作，在受到加工平面局限性影響的情況下，數(shù)控車削加工技術(shù)通常在部分零件的加工過程中使用頻繁。

4.2 數(shù)控銑削加工技術(shù)

這一技術(shù)的運(yùn)用頻率較高，尤其是在模具外部結(jié)構(gòu)由曲面或凹凸形面組成時(shí)，使用這一技術(shù)進(jìn)行加工處理可有效提升最終加工質(zhì)量。比如在電火花形成加工中可使用這一技術(shù)，在大型數(shù)銑加工中心的推廣應(yīng)用程度也在不斷提升。

4.3 數(shù)控電火花技術(shù)

通常這種技術(shù)的應(yīng)用可在快速成型加工期間展現(xiàn)其使用價(jià)值，由于其所具有的實(shí)際加工精度可達(dá)到較高標(biāo)準(zhǔn)，同時(shí)在生產(chǎn)期間所面對(duì)的編程難度較低，在結(jié)束生產(chǎn)加工任務(wù)后可保證其質(zhì)量水平良好。在特殊材料模具及帶異形槽、嵌件等加工期間使用這一技術(shù)時(shí)，所產(chǎn)生的電火花明顯降低。在各種直壁模具加工生產(chǎn)期間，需要使用線切割技術(shù)完成注塑模的滑塊及鑲塊等工作。由于現(xiàn)階段模具制造各生產(chǎn)領(lǐng)域在開展生產(chǎn)加工任務(wù)時(shí)，已開始重視推廣數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，可在不斷提升實(shí)際加工精度和工作效率的同時(shí)，節(jié)約模具制造時(shí)間完成良好發(fā)展目標(biāo)。

5 較為常見的影響因素

5.1 刀具使用期間出現(xiàn)影響

在使用模具進(jìn)行生產(chǎn)加工期間需要合理選擇刀具類型，可在整體加工制造流程開展期間展現(xiàn)出實(shí)際使用價(jià)值。由于刀具的實(shí)際選擇情況對(duì)整體制作流程的開展存在重要影響，所以一旦出現(xiàn)選擇錯(cuò)誤問題，極有可能會(huì)在加工生產(chǎn)期間出現(xiàn)切割錯(cuò)誤。這種情況的出現(xiàn)不但會(huì)使模具所受傷害程度增加，同時(shí)還會(huì)在生產(chǎn)加工期間增加成本消耗量，導(dǎo)致模具質(zhì)量出現(xiàn)問題。為盡量避免這類問題的出現(xiàn)及影響，現(xiàn)階段所使用的刀具類型，通常以硬度及質(zhì)地良好的合金類型為主，可以在加工制造期間有效提升實(shí)際切割速度，因此在數(shù)控加工制造中始終處于重要地位，能夠最大程度展現(xiàn)其所具有的切割加工價(jià)值。

5.2 受機(jī)床配置影響

在機(jī)械加工生產(chǎn)期間所常見的重要影響因素中，機(jī)床配置問題也會(huì)使模具在加工期間出現(xiàn)質(zhì)量問題，為此，數(shù)控加工制造工作在開展期間，對(duì)模具精度控制所提出的要求相當(dāng)嚴(yán)格。由于模具必須保持精度，出現(xiàn)任何微小問題都有可能會(huì)在裝配期間出現(xiàn)損壞現(xiàn)象，如果機(jī)床質(zhì)量把關(guān)工作在開展期間存在問題，就有可能會(huì)在加工中途出現(xiàn)損壞故障，在導(dǎo)致模具加工失敗的情況下?lián)p失大量成本，還會(huì)在質(zhì)量方面無法得到控制效果。企業(yè)應(yīng)重視開展定期維護(hù)工作的必要性，才可在機(jī)械模具加工生產(chǎn)之前，確保機(jī)床處于良好作業(yè)狀態(tài)，及時(shí)排查或更換所有故障部件可有效提升機(jī)床加工質(zhì)量，在實(shí)際生產(chǎn)加工階段良好完成各項(xiàng)操作指令，高效高質(zhì)完成生產(chǎn)加工任務(wù)。

6 提升生產(chǎn)加工技術(shù)發(fā)展的主要措施

6.1 重視加工質(zhì)量效果的提升

由于機(jī)械模具在生產(chǎn)加工期間屬于流水線作業(yè)，所有員工在進(jìn)行加工操作時(shí)的行為規(guī)范程度，對(duì)機(jī)械模具加工質(zhì)量會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。為進(jìn)一步提升加工技術(shù)的發(fā)展水平，首先要在加工質(zhì)量方面進(jìn)行重視提升，提高所有人員的操作行為規(guī)范程度，并提高管理人員的工作監(jiān)管意識(shí)及管理力度，才能在流水線作業(yè)的過程中定制更加嚴(yán)格有效的規(guī)范管理制度。所有施工人員在參與作業(yè)期間，應(yīng)在所有作業(yè)環(huán)節(jié)中避免出現(xiàn)疏忽或錯(cuò)漏問題，盡量減少加工出錯(cuò)情況的發(fā)生概率，嚴(yán)格遵守各項(xiàng)規(guī)定制度，并熟練掌控各項(xiàng)要點(diǎn)及注意事項(xiàng)。管理人員在進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)管時(shí)，應(yīng)加深管理力度并嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)范控制措施，根據(jù)企業(yè)所定制的獎(jiǎng)懲措施對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行處理或獎(jiǎng)勵(lì)，進(jìn)一步提升所有人員的工作積極性，始終保持高度集中的工作態(tài)度開展加工制造工作，在高效完成作業(yè)任務(wù)的同時(shí)，對(duì)機(jī)械模具加工制造技術(shù)的提升優(yōu)化也可起到促進(jìn)效果。

6.2 引入自動(dòng)對(duì)刀系統(tǒng)和在線測(cè)量系統(tǒng)

通過引入自動(dòng)化控制技術(shù)進(jìn)行融合應(yīng)用，可對(duì)機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)的發(fā)展起到優(yōu)化創(chuàng)新效果。比如使用自動(dòng)對(duì)刀系統(tǒng)和在線測(cè)量系統(tǒng)開展工作，可以在數(shù)控加工制造過程開展期間預(yù)防刀具使用錯(cuò)誤，在最大程度減少人為因素影響的情況下，配合開展測(cè)量工作提高加工制造精度。這種增加科學(xué)技術(shù)融合深度的加工方式，可在數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展方面得到有效提升，同時(shí)也可在生產(chǎn)效率及質(zhì)量等方面得到改善。

6.3 配置專家參數(shù)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化提升

配置專家參數(shù)可在自動(dòng)化開展模具數(shù)控加工期間發(fā)揮重要作用，可在應(yīng)用時(shí)對(duì)系統(tǒng)起到優(yōu)化效果。尤其是在模具加工期間，為滿足更高精度要求，自動(dòng)化機(jī)器操作可在最終精度控制方面達(dá)到更高標(biāo)準(zhǔn)，因此更加需要在參數(shù)精準(zhǔn)程度方面進(jìn)行重點(diǎn)控制。在采集溫度及刀具壓力等多種數(shù)據(jù)的采集方面，需要在加工生產(chǎn)期間進(jìn)行不斷調(diào)試，確保最終所配置的具體參數(shù)達(dá)到科學(xué)控制要求，在自動(dòng)化系統(tǒng)應(yīng)用后提高實(shí)際操作準(zhǔn)確程度，并減少人工操作期間的繁雜控制步驟。

6.4 結(jié)合自動(dòng)和手工兩種編程方式

由于部分模具及部件在數(shù)控加工操作期間需要依靠手動(dòng)方式進(jìn)行操作，因此，為避免自動(dòng)化操作機(jī)器加工時(shí)出現(xiàn)錯(cuò)誤問題，應(yīng)在作業(yè)方式中增加手工操作的切換功能。自動(dòng)化的數(shù)控加工方式主要利用編程作為操控程序，雖然可以在實(shí)際工作效率和質(zhì)量方面具有優(yōu)化發(fā)展價(jià)值，但由于自動(dòng)化操作系統(tǒng)并不能夠保證萬無一失，所以在施工期間需要與手工操控方式進(jìn)行結(jié)合，可有效彌補(bǔ)自動(dòng)化操作中所缺少的人性化特點(diǎn)。只使用手工操作的方式會(huì)在作業(yè)期間受繁瑣操作影響，使工作效率出現(xiàn)明顯降低，同時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤問題影響質(zhì)量，如果可以將自動(dòng)和手動(dòng)兩種操作方式結(jié)合，將會(huì)在技術(shù)應(yīng)用過程中增加創(chuàng)新空間，在彌補(bǔ)兩種操作方式所存在的缺陷的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步促進(jìn)加工技術(shù)的提升優(yōu)化效果。

6.5 重視機(jī)床的自動(dòng)切換功能

機(jī)床的自動(dòng)切換功能可在數(shù)控加工中真正提升生產(chǎn)效率，在實(shí)現(xiàn)多機(jī)床自動(dòng)切換功能的基礎(chǔ)上，可實(shí)現(xiàn)多級(jí)共同操作效果。在人力資源投入及生產(chǎn)加工效率方面，可通過多級(jí)指令控制展現(xiàn)其優(yōu)化效果，但在進(jìn)行操作時(shí)，由于多個(gè)機(jī)床需共同參與作業(yè)過程，因此需要在加工制造期間注意操作連貫性，盡量避免出現(xiàn)錯(cuò)誤指令，維持整體流程的順利開展。

7 結(jié)語

隨著現(xiàn)代技術(shù)的快速發(fā)展及應(yīng)用普及程度增加，在機(jī)械模具數(shù)控加工制造中與其結(jié)合已成為現(xiàn)階段發(fā)展趨勢(shì)，尤其是在加工市場(chǎng)行業(yè)的發(fā)展期間，通過自動(dòng)化應(yīng)用技術(shù)的融合發(fā)展，已在手工操作技術(shù)的應(yīng)用效果方面得到明顯改善，不但可以保證模具的實(shí)際加工質(zhì)量，還可有效提升部件加工精度，可在多種技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用的情況下，促使我國的工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)快速發(fā)展。