模具制造過程中數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用分析

張艷琴

（南充職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 南充 637000）

數(shù)控加工機(jī)床在加工過程中是采用數(shù)字化信息進(jìn)行一體化控制,保證了加工的速度,相比于傳統(tǒng)的模具加工工藝,數(shù)控加工技術(shù)具有很高的加工效率,可以大大節(jié)省模具的生產(chǎn)制造時(shí)間,并且同時(shí)提高了加工產(chǎn)品的質(zhì)量。在各個(gè)工序切換方面,數(shù)控加工技術(shù)基本上不浪費(fèi)時(shí)間,可以實(shí)現(xiàn)各個(gè)工序的連續(xù)進(jìn)行,大大提高了模具的加工效率。數(shù)控加工技術(shù)的引進(jìn),大大提高了模具制造企業(yè)的生產(chǎn)效率,從而提高了其生產(chǎn)效益，降低了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且加工出來的模具差錯(cuò)率低,模具的質(zhì)量高,降低了模具的成本。

1 模具數(shù)控加工的特點(diǎn)

1.1 模具的制造和研發(fā)方面

模具的制造是單件生產(chǎn)。每一副模具都是一個(gè)新的項(xiàng)目，有著不同的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，每一個(gè)模具的開發(fā)都是一項(xiàng)創(chuàng)造性的工作。模具的開發(fā)并非最終產(chǎn)品，而是為新產(chǎn)品的開發(fā)服務(wù)，新產(chǎn)品的開發(fā)周期越來越短，而模具又是新產(chǎn)品開發(fā)費(fèi)時(shí)最多的項(xiàng)目之一，模具開發(fā)的周期隨之縮短，因此模具從報(bào)價(jià)到設(shè)計(jì)制造過程都要有很快捷的反應(yīng)。特別是模具制造過程必須要快，才能達(dá)到客戶的要求。因此就要求模具的加工工序應(yīng)高度集成，并優(yōu)化工藝過程，在最短的加工工藝流程中完成模具的盡量多的加工。

1.2 模具本身的設(shè)計(jì)因素方面

模具結(jié)構(gòu)不確定。模具需要按制件的形狀和結(jié)構(gòu)要素進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)由于模具所形成的產(chǎn)品往往是新產(chǎn)品，所以在模具開發(fā)過程中需要有更改，或者在試模后，對產(chǎn)品的形狀或結(jié)構(gòu)作調(diào)整，而這些更改需要進(jìn)行重新加工。為了保證成形產(chǎn)品的精度，模具加工的誤差必須實(shí)行有效控制，否則模具上的誤差將在產(chǎn)品上放大。模具的表面粗糙度要求高，注塑模具或者壓鑄模具，為了達(dá)到零件表面的光潔，以及為了使熔體在模具內(nèi)流動(dòng)順暢，必須有較低的表面粗糙度值。

2 模具零件加工的技術(shù)要求

模具為單件生產(chǎn)，很少有重復(fù)開模的機(jī)會(huì)。因此，數(shù)控加工的編程工作量大，對數(shù)控加工的編程人員和操作人員就有更高的要求而且模具的結(jié)構(gòu)部件多，通常有模架、型腔、型芯、鑲塊或滑塊、電極等部件，加工量大。并且模具的型腔面復(fù)雜，而且對成形產(chǎn)品的外觀質(zhì)量影響大，因此在加工腔型表面時(shí)必須達(dá)到足夠的精度，盡量減少、最好能避免模具鉗工修整和手工拋光工作。另外模具部件一般需要多個(gè)工序才能完成加工，應(yīng)盡量安排在一次安裝下全部完成，這樣可以避免因多次安裝造成的定位誤差并減少安裝時(shí)間。通常模具成形部件會(huì)有粗銑、精銑、鉆孔等加工，并且要使用不同大小的刀具進(jìn)行加工，合理安排加工次序和選擇刀具就成了提高效率的關(guān)鍵因素之一。

3 數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的主導(dǎo)作用

模具作為模具成型品的母機(jī),其制造精度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其成型品的精度。因?yàn)槟＞叩木葲Q定了成型品的最終質(zhì)量,這就要求在模具制造中盡可能的提高模具的精度。構(gòu)成模具的各個(gè)零件在加工過程中也要求具有很高的精度,加工時(shí)除了一些平面和回轉(zhuǎn)面外,這些零件還具有很多復(fù)雜的各種各樣的曲面,采用傳統(tǒng)的加工工藝無法對這些曲面進(jìn)行加工,或者加工精度達(dá)不到模具的要求,因此,數(shù)控加工技術(shù)在模具制造業(yè)的應(yīng)用成了必然。

數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢決定了它適合加工小批量、高精度、具有復(fù)雜表面的模具,它是模具加工的主要方法之一。應(yīng)用于模具制造業(yè)的數(shù)控加工技術(shù)有數(shù)控車削加工、數(shù)控加工中心加工、數(shù)控銑削加工、數(shù)控線切割、數(shù)控電火花加工等技術(shù)。目前,數(shù)控加工技術(shù)是模具制造業(yè)的關(guān)鍵技術(shù),與普通機(jī)床相比它遵循許多相同的工藝原則,但是由于數(shù)控加工技術(shù)的高度自動(dòng)化,使得數(shù)控加工技術(shù)工藝具有一些它獨(dú)特的特點(diǎn)。數(shù)控加工技術(shù)由于不能的自動(dòng)化程度較高導(dǎo)致了其不能對加工過程中出現(xiàn)的一些問題進(jìn)行及時(shí)的自適應(yīng)調(diào)整,所以在進(jìn)行模具的數(shù)控加工工藝時(shí),必須全面考慮,注重加工過程中的每一個(gè)細(xì)節(jié),科學(xué)合理的設(shè)計(jì)工藝。在進(jìn)行工藝編程之前,必須對加工零件圖進(jìn)行充分的工藝分析,根據(jù)數(shù)控機(jī)床的功能和實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),仔細(xì)、全面的進(jìn)行加工工藝的設(shè)計(jì),然后在進(jìn)行編程。必須將所有的錯(cuò)誤在加工前找出來,否則數(shù)控機(jī)床就可能按照錯(cuò)誤的指令運(yùn)行,導(dǎo)致加工錯(cuò)誤或出現(xiàn)事故。在選擇加工工藝時(shí),還要根據(jù)數(shù)控加工的特點(diǎn),合理的選擇數(shù)控加工的方法以及加工內(nèi)容,避免不必要的損失。在選擇模具加工方法時(shí),還要根據(jù)加工的模具的實(shí)際情況合理的選擇數(shù)控機(jī)床的類型以及刀具,降低加工的成本,提高生產(chǎn)效益。

4 模具零件數(shù)控加工方式選用分析

在模具數(shù)控制造中，應(yīng)用數(shù)控加工可以起到提高加工精度、縮短制造周期、降低制造成本的作用，同時(shí)由于數(shù)控加工的廣泛應(yīng)用，可以降低對模具鉗工經(jīng)驗(yàn)的過分依賴。因而數(shù)控加工在模具中的應(yīng)用給模具制造帶來了革命性的變化。模具的數(shù)控加工技術(shù)按其能量轉(zhuǎn)換形式不同可分為：（1）數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)。模具制造中常常用到的如數(shù)控車削技術(shù)、數(shù)控銑削技術(shù)，這些技術(shù)正在朝著高速切削的方向發(fā)展。數(shù)控車削在模具加工中主要用于標(biāo)準(zhǔn)件的加工，各種桿類零件如頂尖、導(dǎo)柱、復(fù)位桿等。另外，在回轉(zhuǎn)體的模具中，如瓶體、盆類的注塑模具，軸類、盤類零件的鍛模，沖壓模具的沖頭等，也使用數(shù)控車削進(jìn)行加工。數(shù)控銑削在模具加工中應(yīng)用最為廣泛，也最為典型，可以加工各種復(fù)雜的曲面，也可以加工平面、孔等。對于復(fù)雜的外形輪廓或帶曲面的模具，如電火花成形加工用電極、注塑模、壓鑄模等，都可以采用數(shù)控銑削加工。（2）數(shù)控電加工技術(shù)，如數(shù)控電火花加工技術(shù)、數(shù)控線切割技術(shù)。對于微細(xì)復(fù)雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具，都可以采用數(shù)據(jù)電火花線切割加工。線切割主要應(yīng)用在各種直壁的模具加工，如沖壓模具中的凹凸模，注塑模中的鑲塊、滑塊，電火花加工用電極等。模具的型腔、型孔，包括各種塑料模、橡膠模、鍛模、壓鑄模、壓延拉深模等，可以采用數(shù)控電火花成形加工。（3）數(shù)控特種加工技術(shù)。包括新興的、應(yīng)用還不廣泛的各種數(shù)控加工技術(shù)，通常是利用光能、聲能、超聲波等來完成加工的，如快速原型制造技術(shù)等。

5 數(shù)控加工在模具制造業(yè)的發(fā)展前景

隨著數(shù)控加工技術(shù)的快速發(fā)展,它已經(jīng)在模具制造中得到廣泛的應(yīng)用。在國外,數(shù)控加工技術(shù)不但在傳統(tǒng)的制造行業(yè)得到應(yīng)用,在鐵路交通和航空航天等高科技領(lǐng)域也得到了廣泛的使用,應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)生產(chǎn)模具,不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量,還提高了產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。數(shù)控加工技術(shù)的眾多優(yōu)勢決定了它將在我國的工業(yè)發(fā)展中起到越來越重要的作用,推動(dòng)我國制造業(yè)的技術(shù)進(jìn)步。數(shù)控加工技術(shù)在模具制造業(yè)會(huì)得到越來越多的應(yīng)用,其前景十分廣闊。

總之，模具具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、型面復(fù)雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點(diǎn)。應(yīng)用數(shù)控加工模具可以大副度提高加工精度，減少人工操作，提高加工效率，縮短模具制造周期。同時(shí)，模具的數(shù)控加工具有一定的典型性，比普通產(chǎn)品的數(shù)控加工有更高的要求。因此,我國應(yīng)該加快數(shù)控加工技術(shù)的相關(guān)研究,使其在各行各業(yè)得到更廣泛的應(yīng)用,為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮重要的作用。

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