淺析數(shù)控技術(shù)在模具制造中的應用

朱憲印

（徐州金麥田商貿(mào)有限公司，江蘇 徐州221000）

0 引言

模具作為制造業(yè)中一種常用且重要的加工設備，具有較高的利用價值，一般由模具加工制造得到的產(chǎn)品價值往往是模具本身的很多倍。模具行業(yè)的發(fā)展依賴于科學技術(shù)的發(fā)展。隨著計算機數(shù)控技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字信息化技術(shù)已日漸成為模具制造業(yè)實現(xiàn)智能化、自動化、集成化和規(guī)模化的關鍵技術(shù)。所以，數(shù)控技術(shù)是提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率不可或缺的方法，本文將對數(shù)控技術(shù)在模具制造過程中發(fā)揮的重要作用進行闡述。

1 數(shù)控技術(shù)應用于模具制造可滿足高精度制造和復雜形狀變化的要求

大部分模具的完成一般要通過銑削、車削、磨削等機械加工方法來實現(xiàn)，這些均屬于模具加工的傳統(tǒng)機械加工工藝。近年來，隨著數(shù)字信息化技術(shù)和數(shù)控機床技術(shù)的不斷發(fā)展，自動化數(shù)控機床，如數(shù)控銑床、數(shù)控電加工成型機床、數(shù)控線切割機床和精密加工中心等，被大量引進到模具制造行業(yè)中，大大解決了型腔模具對大量空間曲面的要求問題，同時也擴大了模具加工材料的范圍，難加工的材料、形狀復雜質(zhì)地薄脆的材料以及貴重金屬材料的模具加工都可以通過數(shù)控電加工機床完成，這就滿足了加工的需要和對加工精度的要求。近年來，通過對數(shù)控機床的運用，數(shù)控技術(shù)的優(yōu)點顯而易見：普通數(shù)控機床的加工精度已經(jīng)由10μm提高到了5μm，精密級加工中心的加工精度從3～5μm提高到了1～1．5μm，超精密加工精度在數(shù)控技術(shù)不斷提高和完善的條件下已經(jīng)進入納米級，這些精度都是傳統(tǒng)加工機床和傳統(tǒng)加工工藝無法達到的。而且數(shù)控技術(shù)對模具復雜形狀的模擬和精密計算，也使得模具復雜形狀的加工成為可能。隨著數(shù)控技術(shù)和數(shù)控機床的不斷發(fā)展，高精度的數(shù)控機床數(shù)量會不斷增加，能夠更大程度地滿足模具制造過程中對高精度制造和復雜形狀變化的要求。

2 數(shù)控加工能夠進行高速切削，大幅提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品競爭力

隨著經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，如何能夠有效融入市場經(jīng)濟大潮，關鍵就是要合理地解決生產(chǎn)效益和產(chǎn)品競爭力的問題。生產(chǎn)周期的長短、產(chǎn)品的質(zhì)量和成本最終決定了產(chǎn)品的競爭力。同理，在模具制造行業(yè)中，新產(chǎn)品的開發(fā)、研制及生產(chǎn)都要圍繞提高生產(chǎn)效率和縮短生產(chǎn)周期2個方面來進行，在較短的時間內(nèi)投放高質(zhì)量的產(chǎn)品才能使企業(yè)最終立于不敗之地。數(shù)控加工技術(shù)中的高速切削技術(shù)是一個重要的數(shù)控加工技術(shù)，高速切削技術(shù)一般具有工件溫升低、加工平穩(wěn)、加工質(zhì)量好、可加工硬質(zhì)材料和加工效率高等特點，特別是加工效率，一般可達到傳統(tǒng)銑削加工速度的5～10倍之多，因此在數(shù)控加工技術(shù)普及到模具制造過程中時，高速切削技術(shù)被高度重視。用高速銑削機床對大中型模具進行加工的精度可以達到0．01 mm，高速切削技術(shù)的進給速度和換刀時間能夠保證加工模具的質(zhì)量，從而提高產(chǎn)品的市場競爭力。

3 數(shù)控加工技術(shù)的運用可實現(xiàn)模具制造生產(chǎn)的網(wǎng)絡化和智能化

隨著我國市場經(jīng)濟體制的變革，計算機軟硬件建設和網(wǎng)絡應用的水平越來越高。對于模具制造行業(yè)而言，其中的虛擬設計和敏捷制造技術(shù)顯得非常必要。對數(shù)控裝備進行信息化、智能化和網(wǎng)絡化的改造，將從很大程度上解決模具制造行業(yè)對生產(chǎn)線、制造系統(tǒng)、制造企業(yè)實現(xiàn)信息集成的需求問題，同時也順應了數(shù)控加工網(wǎng)絡化和智能化的發(fā)展趨勢。數(shù)控加工技術(shù)的智能化發(fā)展能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)對模具制造復雜形狀的要求，如空間曲面、變斜角類零件等，若無法通過傳統(tǒng)的模具加工工藝完成，就可以根據(jù)數(shù)控技術(shù)智能化的特點，利用CAD／CA M等軟件先進行自動編程，之后再運用網(wǎng)絡將數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)控機床進行相應的加工。數(shù)控機床的智能化和網(wǎng)絡化編程效率極高，精度準確，出錯率極低，能夠提高模具的制造質(zhì)量及生產(chǎn)效率。對數(shù)控機床進行網(wǎng)絡控制和調(diào)試可以使機床具有更大的柔性空間和可控度，網(wǎng)絡化系統(tǒng)也可使數(shù)控機床實現(xiàn)異地操作，達到動態(tài)調(diào)試和監(jiān)控機床正常運轉(zhuǎn)的目的。隨著數(shù)控機床網(wǎng)絡化、智能化程度的日益提高，各種相關資源和先進技術(shù)得以共享，使模具制造行業(yè)達到了一個新的高度，大大促進了模具制造業(yè)的發(fā)展。智能化的數(shù)控機床可實時監(jiān)控加工進度，自動選擇和調(diào)節(jié)加工工藝參數(shù)及放電間隙，從而提高了加工效率、精度和自動化程度。由此可見，數(shù)控技術(shù)的運用可以實現(xiàn)模具制造生產(chǎn)的網(wǎng)絡化、智能化和自動化，大幅度提高生產(chǎn)效率和模具加工質(zhì)量，解決加工復雜模具的難題。

4 在模具制造中應用數(shù)控加工技術(shù)的作用

4．1 加工精度的提高確保了產(chǎn)品質(zhì)量

傳統(tǒng)加工技術(shù)工藝落后、不成熟，導致產(chǎn)品質(zhì)量粗糙、廢品率極高，不能滿足現(xiàn)代生產(chǎn)生活中對模具高精度和形狀復雜度的要求。而數(shù)控技術(shù)的實現(xiàn)是通過數(shù)字化信息系統(tǒng)，結(jié)合多種先進軟件，在程序的運行操作過程中輸入精確的數(shù)字信息來完成，這就提高了加工的精確度，使最終生產(chǎn)出來的模具產(chǎn)品質(zhì)量得到保證。

4．2 拓寬了加工范圍

在模具制造過程中運用數(shù)控技術(shù)，能夠解除傳統(tǒng)加工工藝對模具加工材料和模具形狀、規(guī)模的限制。利用數(shù)字控制裝置部分（由驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機和進給電機等組成），整個驅(qū)動裝置就能夠?qū)崿F(xiàn)多點多坐標的聯(lián)動，從而完成模具生產(chǎn)的各項復雜工作，可以使如汽車覆蓋件模具、壓鑄模具、大型塑料模具等的大規(guī)模復雜曲面的加工精度達到0．01 mm，滿足了現(xiàn)代模具制造對模具精度的要求，同時還大大擴展了加工范圍，難加工的材料、形狀復雜質(zhì)地薄脆的材料以及貴重金屬材料的模具加工都可以通過數(shù)控電加工機床完成。

4．3 降低了勞動強度

數(shù)字信息化技術(shù)的采用，大大提高了數(shù)控機床的數(shù)字化程度，相較于傳統(tǒng)的機床加工而言，不但大幅度降低了勞動強度，而且提高了生產(chǎn)效率。在自動化技術(shù)的前提下，生產(chǎn)加工一體化進行，形成了流水線的生產(chǎn)模式，各個部分的操作人員只需要按步驟和標準要求操作即可，從而節(jié)省了人力成本，降低了勞動強度，縮短了生產(chǎn)周期，促進了模具生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟效益的提高。

4．4 數(shù)控加工技術(shù)人員具有更加專業(yè)的水平

數(shù)控加工技術(shù)對操作人員有很高的專業(yè)要求，需要操作人員掌握相關的計算機基礎知識和機床的機械原理等。在現(xiàn)代數(shù)控模具制造業(yè)中，技術(shù)人員需要掌握的數(shù)控加工語言有ATL語言和NC語言。只有選拔具備相關專業(yè)技術(shù)知識和操作經(jīng)驗的技術(shù)人員來從事數(shù)控加工工作，才能夠不斷推動數(shù)控加工技術(shù)在模具制造加工中的應用，降低操作錯誤率。所以相較于傳統(tǒng)的模具制造加工人員，數(shù)控加工技術(shù)人員具有更加專業(yè)的水平，更能推動模具制造行業(yè)的快速發(fā)展。

5 結(jié)語

綜上所述，計算機軟硬件技術(shù)、數(shù)字信息化控制技術(shù)的不斷發(fā)展和其在當代模具制造過程中的不斷深化運用，都使模具的加工質(zhì)量、加工精度、生產(chǎn)效率得到大幅度提高。同時，數(shù)控技術(shù)運用到模具制造過程中還可以有效縮短模具的生產(chǎn)周期，降低勞動強度、生產(chǎn)成本和廢品率，從而提高了模具產(chǎn)品的市場競爭力。由此可見，數(shù)控加工技術(shù)在模具制造行業(yè)中起到了舉足輕重的作用，成為模具先進制造技術(shù)不可或缺的一部分。數(shù)控技術(shù)的運用推動了整個模具制造行業(yè)的發(fā)展，擴大了企業(yè)的生產(chǎn)規(guī)模，有利于現(xiàn)代企業(yè)的生產(chǎn)和發(fā)展。

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［2］段友良．模具數(shù)控加工技術(shù)［M］．長沙：湖南大學出版社，2009

［3］張曙．數(shù)控加工技術(shù)的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢［J］．金屬加工：冷加工，2010（20）