淺析數控加工技術在模具制造中的應用

趙 平

（四川省宜賓普什模具有限公司，宜賓 644000）

基于模具的使用環境以及使用功能的特殊性。因此，對于模具制造的類型、精度、表面粗糙程度等方面都有較高的要求，這就意味著一些傳統的機械加工工藝難以滿足模具制造中對于精度、表面質量等方面的要求。隨著數控加工技術的發展與完善，借助數控技術的優勢，能夠改善模具制造的現狀，從而達到各方面的要求，提升模具的質量。

1 關于模具制造的概述

（1）模具制造的特點。模具質量與產品（制品）質量有著密切的關系，為了最大限度滿足產品在精度方面的要求，意味著模具的誤差必須盡量的小，一旦誤差方面過大則那么必然會在成型產品上被放大，從而影響到產品的質量。此外，我國模具制造行業中大部分模具是壓鑄模具或者注塑模具，這兩類模具均是朝其內部澆灌流體，然后通過流體在內部冷卻從而形成對應的模型。因此，為了能夠保障熔化的金屬或塑料流體可以在模具型腔的內部保持快速的流動，那么就必須模具的表面光潔度必須很高，即必須要將粗糙度值降到最低。

（2）關于模具制造的要求。部分模具的結構比較復雜，包括復雜的模架、型腔以及電極等。因此，在將數控加工技術應用到模具制造中時，對于數控編程提出了更高的要求。通常來講，模具的表面型腔的外觀結構比較復雜，加之市場上對成品的要求很高，從而對模具的質量提出了更高的要求。一般情況下是要求盡可能一次性完成加工，從而避免在數控加工中因為刀具更換而出現尺寸誤差導致表面接痕等問題，還可以避免修整、鉗工省模等環節。因此，將數控加工技術應用于模具制造過程中，主要要從模具的加工精度以及提高模具流道及表面粗糙度這些方面著手。

2 數控加工技術的主要特征

數控加工技術的主要特征體現在：

第一，所加工出來的產品質量通常較高。數控加工技術體系之中采用的是數字一體化操控系統，該系統最大的優勢是可以對誤差進行有效控制，進而將誤差控制在允許的范圍之中，所生產出來產品，其精度與質量都可以達到預期的標準。

第二，能夠適應各類復雜產品加工以及生產。主軸電機裝置、進給單元裝置、進給電機裝置、主軸驅動裝置是數控機床驅動裝置中的四個基本部分，而四個部分之間可以實現多坐標聯動效應。因此，可以應對各類復雜模具制造，在精度與降低表面粗糙度方面發揮著非常重要的作用。

第三，具有較高的生產效率。在產品生產與加工的過程中，產品質量、生產周期、生產成本等因素都與企業市場核心競爭力方面有著非常密切的關系。作為模具制造企業倘若要獲得長足發展，則需要從提升產品質量、縮短生產周期以及降低產品生產成本等方面入手來實現。而數控加工技術（數字一體化操作系統）則可以為模具制造提供這個機會，一方面能夠突破固有產品的枷鎖，另外一方面能夠提升生產效率，并能夠確保產品能夠預期的精準度要求。

3 數控加工技術在模具制造中的應用

3.1 數控加工技術在模具加工表面質量優化中的應用

數控加工技術在模具制造中應用，必須要確保擁有專業技術的人才負責相關工作。因此，必須提升數控編程人員的編程能力以及執行能力，這樣才能從程序的角度將模具表面的誤差降到最低，從而保障模具表面的質量。具體如下：

第一，要求相關人員必須熟知設計圖紙的內容，從而滿足公差的要求，保障模具表面的質量。圖1為某一個模具的主視圖，在殘留寬度以及高度等方面均有明確的要求。結合相關要求，對A 進行分析，從而明確其是用來對殘留寬度進行控制的，而B 則是用來對殘留高度進行控制的。基于此，在銑削底面的過程中，應當按照A 的預留殘留量進行；在側刃銑削過程中，所選擇的刀具直徑應該是等于C 或者是比C 小。另外，在實際生產的過程中，還需要著重考慮對生產效率的影響。因此，選擇數控加工機床時，建議選擇加工精度比較低的機床，這樣選擇的目標是為了讓加工余量值能夠大于A 值，在完成粗加工之后，就可以通過CNC 程序繼續開展第二次加工，這樣就可以最大限度保障加工的余量能夠滿足設計圖紙的相關要求。由此可見，數控加工技術在模具制造中的應用是可以通過程序控制的方式滿足相關要求的，同時還可以避免鉗工二次加工而導致階差過大的問題，從而保障模具表面的質量達到要求。

圖1 模具主視圖與數控加工余量要求示意圖

第二，提升數控加工系統的剛性，從而有效避免在數控加工震顫系統所導致的顫動以及不穩定，從而確保模具粗糙度在允許的范圍內容。首先，在模具制造過程中，增加模具的總體結構以及剛性，從源頭解決震顫問題。其次，可以對模具懸空直徑較大的懸臂梁進行支撐，這樣能夠將懸空面積有效減少，從而將震顫發生的可能性降到最低。最后，在加工刀具選擇方面，要注意刀具長度以及直徑的比例，從而避免由于刀具而引發的震顫。在數控加工應用中，通過對上述幾個方面的控制，則能夠從源頭上降低震顫的可能性，從而保障模具表面的質量。懸臂梁加工示意圖（見圖2）：

圖2 懸臂梁加工示意圖

3.2 數控CNC 加工在模具制造中的應用

數控CNC 是較為典型的數控加工設備，在促進模具制造業進行轉型方面發揮著巨大的作用，能夠生產出傳統工藝難以生產的模具，不僅能夠保障精準度，而且能夠縮減生產的時間。

以曲面加工為例，曲面合成在注塑模具零件制造過程中，絕大部分零件的表面都是曲面的。在數控銑削加工技術實踐中，曲面加工是比較典型的工藝，需要結合CAD 軟件對其進行編程，從而可以對多種非常復雜的曲面類型產品進行加工，而且加工質量能夠得到保障，殘次品出現的幾率很低。以孔加工為例，在模具制造過程中，鉆孔、擴孔、鏜孔等是模具孔加工過程中最常見的操作技術，利用數控加工中心進行加工，能夠將各種孔加工歸集在一套編程之中，然后在一臺機床上將所有加工工序全部完成，不僅能夠保障加工的精準度，而且還能夠將制造時間縮短。

3.3 關于刀具技術的具體應用

數控加工技術在模具制造中具體應用時，需要數控機床上做好定位裝夾，在完成這一步之后，還需要對工件在數控機床上的位置正確是否進行明確，這樣則可以進一步和數控機床上原來存在的坐標建立聯系。在對模具在數控機床上具體安裝位置進行確定的過程中，實際上是通過對機床上的刀具位置來進行明確的；在對加工工件編程坐標系位置進行確定時，其具體編程加工的實際位置也是參照這個坐標系來進行確定。數控加工技術在模具制造中具體應用時影響其精準度的因素很多，而主要一個方面就是在具體加工過程中對刀具進行頻繁更換，進而在刀具操作中產生一些誤差，而這些誤差會隨著加工過程不斷的擴大，最終影響到成品的精度。因此，為了保障加工精準度，一方面需要對數控程序的編制進行優化，另外一方面則是要對刀具進行正確選擇，并將換刀以及對刀的次數降到最低，同時，還可以利用數控電火花加工技術等一類快速成型的技術，也可以保障加工的精準度。

4 結束語

綜上所述，數控加工技術在模具制造中的應用，在工作開展之前，需要結合所要加工的工件的特點以及要求，制定完善的工作方案，從而采取適用的數控加工技術進行開展。在實際開展過程中，還要堅持與時俱進的原則，對數控加工技術進行研究，并對數控加工技術在模具制造中的應用設定統一的標準，從而對質量進行嚴格的控制，各方面的工作進行協調，保障數控加工技術能夠在模具制造中發揮最大的作用。