數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用

趙琴雅

（杭州老板電器股份有限公司，杭州 311100）

數(shù)控加工技術(shù)是現(xiàn)代科技發(fā)展的基石。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用給全球制造業(yè)帶來了變革。數(shù)控機(jī)床的等級(jí)及可用性已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家現(xiàn)代工業(yè)是否先進(jìn)的關(guān)鍵指標(biāo)。機(jī)械模具設(shè)計(jì)、制造中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，能夠改進(jìn)機(jī)械模具的設(shè)計(jì)，保證機(jī)械模具的質(zhì)量。

1 數(shù)控加工技術(shù)

1.1 數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)

（1）數(shù)控加工技術(shù)使企業(yè)在面對(duì)復(fù)雜性的工藝時(shí)，只需要通過數(shù)控加工技術(shù)程序，就可以完成。

（2）加工質(zhì)量穩(wěn)定，加工精度高，再現(xiàn)性高，能滿足飛機(jī)制造加工要求。

（3）面對(duì)一些小批量生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，可以通過數(shù)控加工技術(shù)來提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。

（4）可以加工常規(guī)方法難以加工的復(fù)雜型材，也可以加工不能觀察到的機(jī)加工零件。

1.2 數(shù)控加工技術(shù)的規(guī)律

數(shù)控加工技術(shù)通常由硬件和軟件2部分組成。軟件是基于互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的計(jì)算機(jī)和程序代碼，硬件支持?jǐn)?shù)控機(jī)床等功能。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)，區(qū)別于傳統(tǒng)機(jī)床，進(jìn)入程序后即可獨(dú)立工作，節(jié)省了人工成本。

1.3 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用特點(diǎn)

依靠先進(jìn)設(shè)備，數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展迅速，其應(yīng)用特點(diǎn)具有以下2點(diǎn)。第一，自動(dòng)化程度高。這節(jié)省了大量的人力資源，提高了質(zhì)量，提升了作業(yè)效率。第二，數(shù)控加工技術(shù)可以縮短加工時(shí)間，減少對(duì)空間的需求，這種方法可以節(jié)省公司的生產(chǎn)成本，更方便。

2 機(jī)械模具

機(jī)械模具是用來制造產(chǎn)品的工具。這些設(shè)備由不同的材料制成，對(duì)于不同的機(jī)械模具來說，使用到的材料也是有很大區(qū)別的。

2.1 分類

2.1.1 模具機(jī)械框架進(jìn)塑模具

模具機(jī)械框架進(jìn)塑模具根據(jù)金屬技術(shù)的使用進(jìn)行分類。常用的有落料模、折彎模、拉深模、車削模、縮孔模、波紋模、脹形模、成型模、鍛模、模鍛模及鐓粗模等沖壓模和擠壓模具。用于制造有色金屬和粉末冶金的模具按材料命名和分類，有塑料模具、橡膠模具等。

2.1.2 模具機(jī)械沖壓模

模具機(jī)械沖壓模用于沖壓和分離金屬板的模具。在生活中最為常見的是沖壓模具，其制造過程十分簡(jiǎn)單，基本上通過1個(gè)工位就可以完成。對(duì)于這些模具來說，所運(yùn)用到的行業(yè)十分廣泛。同時(shí)，為提高生產(chǎn)效率，可將落料、拉深、沖孔和切割等多個(gè)沖壓的工序全部使用在同1個(gè)模具上面，隨后讓毛胚子在同1個(gè)工位上面完成沖壓工作，對(duì)于這種施工過程，也稱為混合模具。除此之外，也可以將彎曲、沖孔及切邊等工序同時(shí)安排到1個(gè)模具的不同工位上面。

2.1.3 模具機(jī)械鍛模

模具在進(jìn)行鍛造的過程中，一般情況下，其間隙是需要通過大量的變形才能夠鍛造成功，且模塊必須刻出一定的型腔，讓金屬能夠直接通過每一個(gè)型腔當(dāng)中，隨后流過塑料型腔，最后填充型腔成為鍛件。在進(jìn)行鍛模的過程中，對(duì)于孔的體積有著一定的要求，如果孔的體積太小，那么會(huì)讓鍛造型腔無法得到平衡，而如果孔的體積比較大，也會(huì)出現(xiàn)劃傷現(xiàn)象。為此，在鍛模上下端連接處的型腔周圍設(shè)置飛邊槽，以保留多余的金屬，并在制造后切斷飛邊。應(yīng)減少型腔中的角度和深槽，以支持塑料流動(dòng)和金屬密封，減少模具磨損和裂紋，延長(zhǎng)模具壽命。

2.1.4 機(jī)械模具擠壓模

機(jī)械模具擠壓模主要的作用是將金屬進(jìn)行擠壓，造成變形的一種模具。理想的機(jī)械擠壓模主要包含固定模具、擠壓筒及具有施壓功能的沖頭。在擠壓空心件時(shí)，將心軸連接到?jīng)_頭的前端。同時(shí)，必須用擠壓將金屬推出模具，強(qiáng)度在室溫下可以超過2 000 kN/mm2。因此，對(duì)于擠壓筒及擠壓模具的使用比較廣泛，最常用的是多層預(yù)應(yīng)力復(fù)合結(jié)構(gòu)。

2.2 維護(hù)與保養(yǎng)

（1）模具長(zhǎng)期使用后，切邊應(yīng)在地面上完成。磨削后刃口應(yīng)退磁，使其不帶磁性。否則，可能會(huì)發(fā)生設(shè)備堵塞。

（2）模具彈簧等彈性件在使用時(shí)容易損壞，出現(xiàn)開裂變形。因此一定要注意彈簧的規(guī)格和型號(hào)，彈簧的具體說明和型號(hào)可以由3個(gè)因素決定：顏色、層數(shù)和長(zhǎng)度。比如，歐美制造的模具彈簧，如雷蒙模具彈簧，質(zhì)量較好。

（3）使用模具時(shí)，沖頭容易損壞、彎曲和咬合，通常會(huì)咬合沖頭套筒。面對(duì)損壞的沖頭及套筒，一般情況下需要將其更換。其特性主要包含了工件尺寸及長(zhǎng)度等。

（4）修理零件，檢查固定零件是否松動(dòng)。

（5）壓料零件的壓板、優(yōu)力膠等，卸料零件的剝離板、氣動(dòng)頂料等，維修時(shí)，檢查設(shè)備各部件之間的關(guān)系及有無損壞，對(duì)損壞部件進(jìn)行維修，檢查氣動(dòng)頂料，根據(jù)具體情況采取措施。

以上5點(diǎn)是對(duì)機(jī)械模具的維護(hù)與保養(yǎng)，可以看出，機(jī)械模具在使用中，很容易出現(xiàn)損壞的現(xiàn)象，因此，需要定期對(duì)機(jī)械工具進(jìn)行檢查維護(hù)。

3 數(shù)控加工技術(shù)在模具設(shè)計(jì)中的重要性

3.1 提高機(jī)械模具設(shè)計(jì)精度

機(jī)械模具設(shè)計(jì)需要銑削、車削和磨削的過程。隨著信息科技的進(jìn)一步發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)，能夠精確地制造出所需要的各種模具。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用不僅可以滿足機(jī)械模具零件的定位，還可以擴(kuò)大加工設(shè)備的選擇范圍。借助數(shù)控加工技術(shù)，加工稀有金屬材料時(shí)，通過先進(jìn)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)高精度的工藝，其質(zhì)量得到廣泛認(rèn)可。

3.2 提升模具制造行業(yè)的專業(yè)化水平

信息技術(shù)應(yīng)用到制造行業(yè)的各個(gè)方面。在機(jī)械模具制造中，信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展正在推動(dòng)行業(yè)的智能化發(fā)展?，F(xiàn)在，機(jī)械模具設(shè)計(jì)的應(yīng)用越來越多。數(shù)控加工技術(shù)也應(yīng)該作為模具制造過程中不可缺少的一部分，通過支持?jǐn)?shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)中應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)智能工具的改造。機(jī)械模具設(shè)計(jì)公司可以從數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)中收集和準(zhǔn)備模具數(shù)據(jù)，改進(jìn)現(xiàn)有的生產(chǎn)流程，滿足流程操作程序的需求。例如，在現(xiàn)場(chǎng)加工零件時(shí)，通過數(shù)控技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)智能加工。同時(shí)，對(duì)于數(shù)控加工技術(shù)來說，能夠有效打破空間限制，識(shí)別遠(yuǎn)程控制。隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷進(jìn)步，與機(jī)械模具設(shè)計(jì)相關(guān)的各種材料已經(jīng)通過媒體得到推廣，這也讓機(jī)械模具的制造有更好地發(fā)展。

3.3 提高機(jī)械模具設(shè)計(jì)性能

對(duì)于機(jī)械模具的發(fā)展來說，要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，就需要有競(jìng)爭(zhēng)力的產(chǎn)品。由此，應(yīng)該提高機(jī)械模具的設(shè)計(jì)性能，在機(jī)械模具的制造過程中，需要不斷地縮短機(jī)械模具設(shè)計(jì)周期，提高生產(chǎn)質(zhì)量。與此同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)可以通過高速切削設(shè)備來制造出品質(zhì)高、安全性能得到保證的模具。其工作速度比傳統(tǒng)的快10倍，數(shù)控加工技術(shù)可以將大型模具的誤差降低到0.01 mm，提高了競(jìng)爭(zhēng)力。

4 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

4.1 提高生產(chǎn)效率

對(duì)于數(shù)控加工技術(shù)來說，首先存在先進(jìn)性，在實(shí)際應(yīng)用期間，主要是從數(shù)字化中心系統(tǒng)的實(shí)施，來滿足實(shí)際的需求，對(duì)接模具設(shè)備可以進(jìn)行合適的控制，以此來確保加工工件能夠順利生產(chǎn)，確保機(jī)械模具自身的生產(chǎn)效率可以被提高。數(shù)控加工技術(shù)和傳統(tǒng)加工技術(shù)相比較，其技術(shù)的優(yōu)勢(shì)十分明顯。通過數(shù)字化中心系統(tǒng)能夠確保機(jī)械模具的制造更加高效，彌補(bǔ)傳統(tǒng)加工工藝技術(shù)存在的不足。在確保機(jī)械模具的生產(chǎn)質(zhì)量可以得到提高的同時(shí)，生產(chǎn)機(jī)械模具效率也有一定的提升。所以，在機(jī)械模具加工制造期間，只有讓數(shù)控加工技術(shù)得到更好的應(yīng)用，才能夠讓企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)企業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

4.2 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化

在應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)期間，機(jī)械模具制造自動(dòng)化水平也會(huì)有所提升，數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中需要根據(jù)真實(shí)的狀況去實(shí)現(xiàn)對(duì)加工設(shè)備的管理，在滿足相應(yīng)需求的同時(shí)，也要提高機(jī)械模具制造的便捷性，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。除此之外，對(duì)于機(jī)械模具加工設(shè)備來說，運(yùn)行期間，主要是通過數(shù)字化中心系統(tǒng)的程序來進(jìn)行科學(xué)合理的控制，程序需要根據(jù)需求去設(shè)定，機(jī)械模具設(shè)備根據(jù)相應(yīng)的程序開展工作。程序運(yùn)行期間須確保運(yùn)行的穩(wěn)定性，以此達(dá)到生產(chǎn)自動(dòng)化的目的。對(duì)于數(shù)控加工技術(shù)而言，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化可以讓傳統(tǒng)的生產(chǎn)模式跟上新時(shí)代的步伐，推動(dòng)機(jī)械模具自動(dòng)化的方向去運(yùn)行，能夠減免人為操作上的失誤，降低企業(yè)人工成本?？偟膩碚f，社會(huì)科技的進(jìn)步，讓機(jī)械模具制造方式也有著很大的改變，讓其逐漸向自動(dòng)化及智能化的方向發(fā)展。

4.3 增強(qiáng)產(chǎn)品性能

數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)際的應(yīng)用期間，避免了傳統(tǒng)模式之中的機(jī)械模具加工會(huì)受到外界的干擾，機(jī)械模具的質(zhì)量控制具有一定的難度等問題。因此，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，數(shù)字化中心系統(tǒng)對(duì)機(jī)械模具加工設(shè)備運(yùn)行起到全面監(jiān)督的作用。讓生產(chǎn)的機(jī)械模具產(chǎn)品可以有更加精細(xì)化的施工，產(chǎn)品各方面的性能有所增強(qiáng)，以此來促進(jìn)企業(yè)發(fā)展的效益最大化。

5 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的價(jià)值

機(jī)械模具公司接到制造公司的機(jī)械模具訂單后，由于工序多，生產(chǎn)工序通常會(huì)增加，如果施工進(jìn)度不正確，就會(huì)耽誤生產(chǎn)時(shí)間，完不成加工工作。機(jī)械模具公司使用數(shù)控加工技術(shù)后，通過輸入簡(jiǎn)單的程序即可實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，促進(jìn)了機(jī)械模具行業(yè)的發(fā)展。與此同時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)除了能夠讓機(jī)械模具的生產(chǎn)率提高之外，還可以確保模具產(chǎn)品的質(zhì)量及性能都達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。通過采用最先進(jìn)的技術(shù)，可以按照指定的方法切割模具，避免人為因素對(duì)模具造成的有害影響，提高企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。

6 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)中的價(jià)值及應(yīng)用

數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，提高機(jī)械模具設(shè)計(jì)質(zhì)量、性能和效率。通過數(shù)控加工技術(shù)可以完成機(jī)械模具的數(shù)控編程，以此來有效提高模具設(shè)計(jì)工具的質(zhì)量和性能。

6.1 機(jī)械模具的概況

對(duì)于機(jī)械模具來說，在設(shè)計(jì)前需要對(duì)模具進(jìn)行劃分，選擇合適的數(shù)控刀具。這是因?yàn)闄C(jī)械模具需要配置、數(shù)字化、編碼和輸入等。通過篩選可以節(jié)省其他服務(wù)操作的時(shí)間，使機(jī)械模具設(shè)計(jì)過程可以適宜需求并節(jié)省生產(chǎn)時(shí)間。我國(guó)能夠自產(chǎn)的數(shù)控機(jī)床有數(shù)控車削、數(shù)控磨床和數(shù)控電火花?；诋?dāng)前的機(jī)械模具設(shè)計(jì)，只需為每臺(tái)機(jī)床放置模具即可準(zhǔn)備下一道工序，無須逐臺(tái)尋找合適的機(jī)床，提高效率。

6.2 改進(jìn)機(jī)械模具的控制系統(tǒng)，提高機(jī)械模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和操作性

數(shù)控加工技術(shù)利用電子信息技術(shù)實(shí)現(xiàn)機(jī)械控制，完成整個(gè)機(jī)械模具的設(shè)計(jì)。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和互聯(lián)網(wǎng)的使用，我國(guó)逐漸加大投入發(fā)展數(shù)字控制技術(shù)。以此為基礎(chǔ)，機(jī)械模具企業(yè)可以在機(jī)械模具設(shè)計(jì)中改進(jìn)數(shù)控技術(shù)的工藝，通過提高其性能和質(zhì)量，使機(jī)械模具設(shè)計(jì)可以完成更多的難點(diǎn)，提升制造商在行業(yè)中的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。

6.3 提高工藝質(zhì)量，提升機(jī)械模具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和性能

數(shù)控加工的一個(gè)重要特點(diǎn)是在保證機(jī)械模具精度的前提下，提高模具的加工效率，以最短的時(shí)間完成模具加工，可以節(jié)省成本。例如，做“調(diào)零”操作時(shí)，要注意前后刀的距離，盡量縮短。此外，使用智能啟動(dòng)、使用內(nèi)容交換工具及特殊的進(jìn)料方式等，可以縮短進(jìn)料時(shí)間，提高進(jìn)料效率。通過數(shù)學(xué)計(jì)數(shù)器簡(jiǎn)化流程，利用重復(fù)過程的子程序，提高效率和機(jī)械模具性能，提高機(jī)械模具質(zhì)量，進(jìn)一步擴(kuò)大營(yíng)銷效益。

6.4 利用數(shù)控加工技術(shù)加強(qiáng)機(jī)械模具機(jī)床的準(zhǔn)備工序

機(jī)械模具制作過程通常很快，需求量也很高。機(jī)械工藝規(guī)劃一般具有集中化的特點(diǎn)，由粗到細(xì)進(jìn)行。在規(guī)劃過程中，機(jī)械模具制造商必須盡一切努力實(shí)現(xiàn)給定的目標(biāo)。這可以在第一次夾緊模具時(shí)完成，讓數(shù)控機(jī)械減少了磨損的同時(shí)，也不會(huì)消耗大量的模具材料?；谝陨蠗l件，一方面機(jī)械模具可以滿足產(chǎn)品的需求，另一方面機(jī)械模具的各種影響可以比常規(guī)模具更低。加工同軸孔時(shí)，要減少車刀的數(shù)量，最好不要換刀，同時(shí)盡量調(diào)整模具，提高制作的精密度。

6.5 利用數(shù)控加工技術(shù)完成機(jī)械模具的數(shù)控編程

數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的運(yùn)營(yíng)和科學(xué)的編碼程序有著很大關(guān)聯(lián)，機(jī)械模具制造所具有的柔性特點(diǎn)會(huì)讓編程工作量增加。機(jī)械模具程序的科學(xué)性也會(huì)給模具的使用效果帶來一定的影響。與此同時(shí)，傳統(tǒng)模具的G代碼無法滿足數(shù)控加工技術(shù)復(fù)雜的刀具運(yùn)行路線，反之能夠被有效取代的是計(jì)算機(jī)輔助制造（CAM）編程軟件，這一軟件在機(jī)械模具制造中被廣泛地運(yùn)用，CAM對(duì)于傳統(tǒng)的編程軟件來說能夠開展復(fù)雜的人機(jī)交互，幫助人工提取模具制造過程中的不利因素，以此提高模具的制造效率。當(dāng)模具工藝在設(shè)計(jì)完成之后，通過軟件的生成，選擇工具和制作過程，以此來降低人工編碼失誤的可能性。

6.6 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

在進(jìn)行機(jī)械模具的制造過程中，對(duì)于機(jī)械模具制造商來說，首先，應(yīng)該對(duì)數(shù)控所加工的零件有深刻地認(rèn)識(shí)，并根據(jù)差異進(jìn)行劃分。根據(jù)每一個(gè)零件所具有的特點(diǎn)來挑選適合的工具，在設(shè)計(jì)過程中，如果沒有圖紙，則需要現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行圖紙?jiān)O(shè)計(jì)，并且需要考慮到以下3點(diǎn)：一是呈正比；二是確保所設(shè)計(jì)出來的圖紙與實(shí)際相比沒有誤差，同時(shí)，還需要考察設(shè)備的加工能力；三是考慮藝術(shù)的可行性。其次，要先做機(jī)械模具，針對(duì)問題進(jìn)行特殊處理，記錄整個(gè)生產(chǎn)過程并保存以備將來使用。

7 結(jié)束語

以上就是針對(duì)數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用等相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行的論述。綜上所述，將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到機(jī)床模具設(shè)計(jì)領(lǐng)域可以解決工藝復(fù)雜、制造量少等問題。數(shù)控加工技術(shù)不僅提高了加工質(zhì)量和效率，還節(jié)省了大量人力資本。