探討機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)研究

羅善斌

（田東職業(yè)技術(shù)學(xué)校，廣西 百色 531500）

進(jìn)入新世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)持續(xù)繁榮，制造行業(yè)也進(jìn)入了快速發(fā)展階段。制造行業(yè)生產(chǎn)了大量的工藝設(shè)備，而模具是工藝設(shè)備的基礎(chǔ)。模具的加工制造水平越高，產(chǎn)品的應(yīng)用價(jià)值越高。因此必須對(duì)模具進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提升模具數(shù)控加工能力，加速產(chǎn)品開發(fā)，凸顯產(chǎn)品的實(shí)用性能。機(jī)械模具對(duì)加工技術(shù)的要求比較高，傳統(tǒng)模具加工技術(shù)逐漸落后，需要提高模具數(shù)控加工水平，提升模具產(chǎn)品的質(zhì)量。數(shù)控加工制造技術(shù)是現(xiàn)代技術(shù)的代表，為了加速機(jī)械模具生產(chǎn)，應(yīng)該發(fā)揮數(shù)控加工制造技術(shù)的重要功用。

1 我國(guó)模具制造技術(shù)發(fā)展回顧

進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)的模具制造行業(yè)快速發(fā)展，收獲了顯著效果，自主研發(fā)了現(xiàn)代化的數(shù)控機(jī)床，加快了產(chǎn)品制造加工速度，降低了產(chǎn)品制造加工難度，創(chuàng)造了更多的經(jīng)濟(jì)效益。在加入世界貿(mào)易組織之后很多國(guó)家都引進(jìn)了我國(guó)的數(shù)控模具機(jī)床?，F(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的應(yīng)用拓展了模具制造技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)域，在初始階段依賴CAD三維設(shè)計(jì)技術(shù)，在發(fā)展階段應(yīng)用了仿真技術(shù)和機(jī)械技工技術(shù)等，提高了模具制造的精度。目前我國(guó)數(shù)控加工技術(shù)不斷發(fā)展，需要加大技術(shù)研發(fā)的力度，不斷優(yōu)化機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)。

2 數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的重要性

2.1 提高模具制造精度

傳統(tǒng)模具制造需要遵循必要的工藝流程，包括銑、車、磨等工藝。工藝的精確度直接關(guān)系著模具制造的效果，模具制造的工藝精確度越高，模具制造效果越好，因此需要對(duì)模具制造工藝進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，把握模具制造的精確度，將數(shù)控加工技術(shù)廣泛應(yīng)用在模具制造中。對(duì)于不宜加工的材料，如稀有金屬材料等，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)都可以達(dá)到較好的加工效果。在采用數(shù)控加工技術(shù)的過程中，應(yīng)該先形成設(shè)計(jì)方案，然后按照設(shè)計(jì)方案進(jìn)行精加工。由于數(shù)控加工的適用性材料越來(lái)越多，材料選擇的廣泛性更加突出。數(shù)控加工技術(shù)的推廣力度較大，其優(yōu)點(diǎn)也得到了人們的一致認(rèn)可。

2.2 提升模具制造效率

制造企業(yè)增加使企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)日趨激烈。如何在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中保持有利地位，成為各個(gè)制造企業(yè)關(guān)注的重點(diǎn)問題。為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中站穩(wěn)腳跟，企業(yè)需要提高產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，不斷降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力與生產(chǎn)效益緊密相連，競(jìng)爭(zhēng)力越強(qiáng)，產(chǎn)品創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)越多。將現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用在模具生產(chǎn)制造中，可以收獲事半功倍的效果：第一，現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)可以縮短模具制造的生產(chǎn)周期，提高模具制造的質(zhì)量。另一方面，現(xiàn)代數(shù)控加工技術(shù)可以降低模具制造的生產(chǎn)成本，提升產(chǎn)品在市場(chǎng)中的競(jìng)爭(zhēng)力。在研制開發(fā)新模具產(chǎn)品時(shí)，企業(yè)需要將生產(chǎn)效率放在首位，數(shù)控加工技術(shù)可以滿足企業(yè)的發(fā)展需要。數(shù)控加工技術(shù)采用了高速切削工藝，其生產(chǎn)出來(lái)的模具產(chǎn)品穩(wěn)定性較好，質(zhì)量相對(duì)較高。與傳統(tǒng)工藝技術(shù)相比，數(shù)控加工技術(shù)不僅可以對(duì)常見模具材料進(jìn)行加工，還能對(duì)質(zhì)地堅(jiān)硬的材料進(jìn)行加工。數(shù)控加工技術(shù)使模具加工的速度大大提升，將誤差率限制在0.01mm之內(nèi)，提高了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。

2.3 推進(jìn)制造行業(yè)發(fā)展

現(xiàn)代信息技術(shù)不斷發(fā)展，其與社會(huì)各行各業(yè)之間的聯(lián)系更加緊密。將現(xiàn)代信息技術(shù)應(yīng)用在模具生產(chǎn)制造中，可以推動(dòng)模具生產(chǎn)制造行業(yè)的智能化和現(xiàn)代化。以虛擬技術(shù)為例，越來(lái)越多的企業(yè)將虛擬技術(shù)應(yīng)用在產(chǎn)品制造中，形成了產(chǎn)品的三維立體圖示，大大提高了模具加工的效率。從這個(gè)角度來(lái)看，企業(yè)可以挖掘數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)，發(fā)揮數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)設(shè)備的智能化改造。在信息技術(shù)的支持下，企業(yè)還可以構(gòu)建現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)，對(duì)產(chǎn)品的加工制造信息進(jìn)行收集和整理，并對(duì)原來(lái)的加工制造系統(tǒng)進(jìn)行更新。通過數(shù)據(jù)分析可以判斷模具生產(chǎn)是否出現(xiàn)失誤，滿足復(fù)雜工藝需求。以空間曲面零件加工為例，傳統(tǒng)工藝無(wú)法保證零件加工的精度，數(shù)控技術(shù)卻可以完成零件加工，收獲事半功倍的加工效果。數(shù)控加工技術(shù)具有網(wǎng)絡(luò)管理的功能，工作人員可以對(duì)零件加工進(jìn)行遠(yuǎn)程操控，各個(gè)部門可以實(shí)現(xiàn)信息資源的共享，使制造行業(yè)發(fā)展邁向新的臺(tái)階。

3 機(jī)械模具數(shù)控加工的要求

3.1 凸顯產(chǎn)品特征

在制造模具時(shí)，需要采用單件生產(chǎn)的方式，一件一件地生產(chǎn)制造模具。模具的結(jié)構(gòu)類型不同，特征也不盡相同。在生產(chǎn)制造過程中，重復(fù)開模的現(xiàn)象是不存在的，這對(duì)機(jī)床控制和數(shù)控編程提出了嚴(yán)格要求。在采用數(shù)控加工技術(shù)時(shí)，應(yīng)該對(duì)模具的結(jié)構(gòu)組成進(jìn)行分析，將機(jī)械軟件作為重要的輔助工具，通過數(shù)據(jù)計(jì)算處理等提升機(jī)械模具的加工精度。

3.2 注重隨機(jī)特征

模具設(shè)計(jì)的主要目的是開發(fā)產(chǎn)品，但是模具并非最終的產(chǎn)品，因此產(chǎn)品的完整形式很難出現(xiàn)。一些模具的結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，開發(fā)時(shí)間比較短；一些模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，開發(fā)時(shí)間比較長(zhǎng)。除了開發(fā)時(shí)間具有不確定性以外，模具的開發(fā)數(shù)量也具有隨機(jī)性。在進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員必須注重模具開發(fā)的隨機(jī)性特征、不確定性特征，并以實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)作為模具開發(fā)的基礎(chǔ)。

3.3 避免誤差出現(xiàn)

在應(yīng)用現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)對(duì)機(jī)械模具進(jìn)行加工時(shí)，需要控制機(jī)械模具的精準(zhǔn)度。機(jī)械模具的質(zhì)量關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量，一旦機(jī)械模具的誤差加大，產(chǎn)品也會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量問題。因此工作人員必須嚴(yán)格控制機(jī)械模具的誤差，降低誤差率。

3.4 保證加工規(guī)范

模具內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，一些部位的加工難度比較大，如模具的肋條、模具的尖角等。在加工過程中難免會(huì)出現(xiàn)失誤。在對(duì)一些模具進(jìn)行處理時(shí)，還需要應(yīng)用電火花、使用電極等。電極加工具有復(fù)雜性，需要對(duì)放電間隙進(jìn)行科學(xué)控制。模具電極應(yīng)用的材料包括石墨、純銅等等，這些材料的操作流程比較簡(jiǎn)單，但可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)床受損。為了避免出現(xiàn)上述情況，可以利用專門的吸塵裝置輔助模具加工。

4 機(jī)械模具數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展方向

4.1 應(yīng)用

機(jī)械模具制造對(duì)數(shù)控加工技術(shù)提出要求，隨著數(shù)控加工技術(shù)的不斷發(fā)展，機(jī)械模具數(shù)控加工手段更加多元，基本滿足了機(jī)械模具現(xiàn)代化的需要。數(shù)控機(jī)床的精確度不斷提升，其在模具加工中發(fā)揮著重要作用。大部分模具的外部結(jié)構(gòu)為平面結(jié)構(gòu)，凸面加工和凹凸面加工比較常見。此時(shí)可以應(yīng)用數(shù)控銑床技術(shù)，對(duì)曲面模具和外形輪廓比較復(fù)雜的模具進(jìn)行加工，如壓鑄模等。一般來(lái)說(shuō)，在模具制造過程中，都需要應(yīng)用數(shù)控車削技術(shù)。數(shù)控車削技術(shù)的實(shí)用效果較好，可以制作一些標(biāo)準(zhǔn)件，如桿類零件加工。同時(shí)，數(shù)控車削技術(shù)也可以被應(yīng)用在回轉(zhuǎn)體模具加工中，如注塑模具等。除了數(shù)控銑床技術(shù)和車削技術(shù)之外，數(shù)控電火花技術(shù)也比較常見。數(shù)控電火花技術(shù)主要被應(yīng)用在快速成型的模具加工中，對(duì)精度提出要求。

4.2 發(fā)展方向

機(jī)械模具數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展方向如下：第一，進(jìn)一步提高精確度。模具質(zhì)量關(guān)乎產(chǎn)品質(zhì)量，模具數(shù)控加工對(duì)精確度的要求較高，因此必須控制數(shù)控加工的幾何精度、加工精度，降低誤差率。第二，進(jìn)一步凸顯柔性特征。數(shù)控機(jī)床需要適應(yīng)對(duì)象變化，對(duì)不同結(jié)構(gòu)零件、不同形狀零件進(jìn)行統(tǒng)一加工，實(shí)現(xiàn)加工柔性化。第三，進(jìn)一步提高加工效率。數(shù)控加工技術(shù)需要加快切削速度，提升模具表面質(zhì)量，達(dá)到快速插補(bǔ)的目的。第四，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)加工。數(shù)控加工技術(shù)需要以計(jì)算機(jī)作為依托，方便工作人員對(duì)加工流程進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控，診斷數(shù)控加工的問題。第五，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能加工。數(shù)控加工技術(shù)需要融合智能技術(shù)，不斷降低人工操作的難度。