模具制造過程中數控加工技術應用分析

張艷琴

（南充職業技術學院，四川 南充 637000）

數控加工機床在加工過程中是采用數字化信息進行一體化控制,保證了加工的速度,相比于傳統的模具加工工藝,數控加工技術具有很高的加工效率,可以大大節省模具的生產制造時間,并且同時提高了加工產品的質量。在各個工序切換方面,數控加工技術基本上不浪費時間,可以實現各個工序的連續進行,大大提高了模具的加工效率。數控加工技術的引進,大大提高了模具制造企業的生產效率,從而提高了其生產效益，降低了操作工人的勞動強度，而且加工出來的模具差錯率低,模具的質量高,降低了模具的成本。

1 模具數控加工的特點

1.1 模具的制造和研發方面

模具的制造是單件生產。每一副模具都是一個新的項目，有著不同的結構特點，每一個模具的開發都是一項創造性的工作。模具的開發并非最終產品，而是為新產品的開發服務，新產品的開發周期越來越短，而模具又是新產品開發費時最多的項目之一，模具開發的周期隨之縮短，因此模具從報價到設計制造過程都要有很快捷的反應。特別是模具制造過程必須要快，才能達到客戶的要求。因此就要求模具的加工工序應高度集成，并優化工藝過程，在最短的加工工藝流程中完成模具的盡量多的加工。

1.2 模具本身的設計因素方面

模具結構不確定。模具需要按制件的形狀和結構要素進行設計，同時由于模具所形成的產品往往是新產品，所以在模具開發過程中需要有更改，或者在試模后，對產品的形狀或結構作調整，而這些更改需要進行重新加工。為了保證成形產品的精度，模具加工的誤差必須實行有效控制，否則模具上的誤差將在產品上放大。模具的表面粗糙度要求高，注塑模具或者壓鑄模具，為了達到零件表面的光潔，以及為了使熔體在模具內流動順暢，必須有較低的表面粗糙度值。

2 模具零件加工的技術要求

模具為單件生產，很少有重復開模的機會。因此，數控加工的編程工作量大，對數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構部件多，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雜，而且對成形產品的外觀質量影響大，因此在加工腔型表面時必須達到足夠的精度，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工序才能完成加工，應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間。通常模具成形部件會有粗銑、精銑、鉆孔等加工，并且要使用不同大小的刀具進行加工，合理安排加工次序和選擇刀具就成了提高效率的關鍵因素之一。

3 數控加工技術在模具制造中的主導作用

模具作為模具成型品的母機,其制造精度遠遠高于其成型品的精度。因為模具的精度決定了成型品的最終質量,這就要求在模具制造中盡可能的提高模具的精度。構成模具的各個零件在加工過程中也要求具有很高的精度,加工時除了一些平面和回轉面外,這些零件還具有很多復雜的各種各樣的曲面,采用傳統的加工工藝無法對這些曲面進行加工,或者加工精度達不到模具的要求,因此,數控加工技術在模具制造業的應用成了必然。

數控加工技術的優勢決定了它適合加工小批量、高精度、具有復雜表面的模具,它是模具加工的主要方法之一。應用于模具制造業的數控加工技術有數控車削加工、數控加工中心加工、數控銑削加工、數控線切割、數控電火花加工等技術。目前,數控加工技術是模具制造業的關鍵技術,與普通機床相比它遵循許多相同的工藝原則,但是由于數控加工技術的高度自動化,使得數控加工技術工藝具有一些它獨特的特點。數控加工技術由于不能的自動化程度較高導致了其不能對加工過程中出現的一些問題進行及時的自適應調整,所以在進行模具的數控加工工藝時,必須全面考慮,注重加工過程中的每一個細節,科學合理的設計工藝。在進行工藝編程之前,必須對加工零件圖進行充分的工藝分析,根據數控機床的功能和實際工作經驗,仔細、全面的進行加工工藝的設計,然后在進行編程。必須將所有的錯誤在加工前找出來,否則數控機床就可能按照錯誤的指令運行,導致加工錯誤或出現事故。在選擇加工工藝時,還要根據數控加工的特點,合理的選擇數控加工的方法以及加工內容,避免不必要的損失。在選擇模具加工方法時,還要根據加工的模具的實際情況合理的選擇數控機床的類型以及刀具,降低加工的成本,提高生產效益。

4 模具零件數控加工方式選用分析

在模具數控制造中，應用數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，同時由于數控加工的廣泛應用，可以降低對模具鉗工經驗的過分依賴。因而數控加工在模具中的應用給模具制造帶來了革命性的變化。模具的數控加工技術按其能量轉換形式不同可分為：（1）數控機械加工技術。模具制造中常常用到的如數控車削技術、數控銑削技術，這些技術正在朝著高速切削的方向發展。數控車削在模具加工中主要用于標準件的加工，各種桿類零件如頂尖、導柱、復位桿等。另外，在回轉體的模具中，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，也使用數控車削進行加工。數控銑削在模具加工中應用最為廣泛，也最為典型，可以加工各種復雜的曲面，也可以加工平面、孔等。對于復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，都可以采用數控銑削加工。（2）數控電加工技術，如數控電火花加工技術、數控線切割技術。對于微細復雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具，都可以采用數據電火花線切割加工。線切割主要應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，可以采用數控電火花成形加工。（3）數控特種加工技術。包括新興的、應用還不廣泛的各種數控加工技術，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等。

5 數控加工在模具制造業的發展前景

隨著數控加工技術的快速發展,它已經在模具制造中得到廣泛的應用。在國外,數控加工技術不但在傳統的制造行業得到應用,在鐵路交通和航空航天等高科技領域也得到了廣泛的使用,應用數控加工技術生產模具,不僅保證了產品的質量,還提高了產品的經濟效益。數控加工技術的眾多優勢決定了它將在我國的工業發展中起到越來越重要的作用,推動我國制造業的技術進步。數控加工技術在模具制造業會得到越來越多的應用,其前景十分廣闊。

總之，模具具有結構復雜、型面復雜、精度要求高、使用的材料硬度高、制造周期短等特點。應用數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，模具的數控加工具有一定的典型性，比普通產品的數控加工有更高的要求。因此,我國應該加快數控加工技術的相關研究,使其在各行各業得到更廣泛的應用,為國民經濟發展發揮重要的作用。

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