淺談數控技術在模具設計中的應用

黃劍亮

摘要：隨著國民經濟的發展以及科學技術的不斷更新進步，人們的生活、工業、通訊以及建筑領域中都離不開模具制造，模具制造業對人們生活及經濟發展的影響越來越重要。數控技術是一門集計算機技術、自動化控制技術、測量技術、現代模具制造技術、微電子技術、信息處理技術等多學科交叉的綜合技術。它的出現給模具制造帶來了新的突破和發展空間，因其本身的復雜性以及應用的廣泛性，在發展過程中未免存在一些問題，本文將進行深入探討。

關鍵詞：模具設計；數控技術；機械自動化；發展現狀

作為國民經濟發展和現代化建設的基礎性行業，隨著現代社會工業化進程的不斷加快，工業生產的需要也在不斷增大，機械設計的技術水平也在不斷的更新進步。模具制造工具作為工業生產的基礎方式，其奠基作用是無可替代的，現代模具制造行業的發展也是一國的綜合國力和技術水平的很好體現，模具制造業是一個國家綜合國力的重要組成部分，對國民經濟的發展有著重大影響。數控技術作為現代工業領域中一項重要的高新技術，對制造業的發展有著十分重要的促進作用。

一、模具制造在工業領域發展中存在的問題

1.1傳統技術遺留問題嚴重

由于我國模具制造業起步晚，很多技術是從國外引進過來的，沉重的經濟負擔使得我國模具制造業在國際競爭中處于被動地位，在加上目前我國模具制造市場中一些劣質的工具產品嚴重擾亂了市場秩序，這種惡性的競爭使我國模具制造業發展明顯后勁不足。目前，在我國模具制造行業依然存在很多傳統落后的技術及輔具，落后的技術導致產品的質量問題嚴重，制造技術難以跟進市場產品需求等一系列現象，在競爭日益激烈的市場環境下，傳統生產技術沒有競爭力，難以把握市場份額。

1.2產業結構不合理

雖然數控技術已經被廣泛的應用，但是我國卻沒有一個很完善的模具制造業和技術的發展體系，大部分的先進技術還是直接引進先進國家的成果，使我國模具制造業在國際上處于被動低位，而無創新性可言。這樣就會導致很多問題的發生，譬如信息服務業與軟件比重不平衡、數據庫產業規模小及集成電路產業在發展速度與經濟效益方面要遠遠低于國外企業。

1.3技術人才匱乏

模具制造業產業是一個資金與人才密集型的產業，由于我國模具制造業起步晚，加上長期以來缺乏培養這方面人才的體制機制，隨著信息產業的飛速發展，這種的矛盾越來越明顯和深化。我國長期以來一些關鍵性的電子元件主要依靠進口，從某種程度上來說，嚴重影響了模具制造業品牌的創建及創新能力的發揮，很多企業缺乏專利意識，在市場競爭中明顯處于被動地位。

二、數控技術在模具設計中的作用體現

2.1降低了勞動強度

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

2.2加工精度的提高確保了產品質量

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

2.3提高了加工技術水平

數控加工技術對操作人員有很高的專業要求，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。在現代數控模具制造業中，技術人員需要掌握的數控加工語言有ATL語言和NC語言。只有選拔具備相關專業技術知識和操作經驗的技術人員來從事數控加工工作，才能夠不斷推動數控加工技術在模具制造加工中的應用，降低操作錯誤率。所以相較于傳統的模具制造加工人員，數控加工技術人員具有更加專業的水平，更能推動模具制造行業的快速發展。

三、模具設計中數控技術的主要應用方向

3.1模具設計的高精度化和復雜形狀要求

隨著數字信息化技術和數控機床技術的不斷發展，自動化數控機床，如數控銑床、數控電加工成型機床、數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。普通數控機床的加工精度已經由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控技術不斷提高和完善的條件下已經進入納米級，這些精度都是傳統加工機床和傳統加工工藝無法達到的。數控技術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。

3.2高速切削提高生產效率和產品競爭力

在模具制造行業中，新產品的開發、研制及生產都要圍繞提高生產效率和縮短生產周期2個方面來進行，數控加工技術中的高速切削技術是一個重要的數控加工技術，高速切削技術一般具有工件溫升低、加工平穩、加工質量好、可加工硬質材料和加工效率高等特點，特別是加工效率，一般可達到傳統銑削加工速度的5～10倍之多，因此在數控加工技術普及到模具制造過程中時，高速切削技術被高度重視。用高速銑削機床對大中型模具進行加工的精度可以達到0.01mm，高速切削技術的進給速度和換刀時間能夠保證加工模具的質量，從而提高產品的市場競爭力。

3.3實現模具制造生產的網絡化和智能化

隨著數控機床網絡化、智能化程度的日益提高，模具制造行業對數控裝備進行信息化、智能化和網絡化的改造，將從很大程度上解決模具制造行業對生產線、制造系統、制造企業實現信息集成的需求問題。數控加工技術的智能化發展能夠滿足現代工業對模具制造復雜形狀的要求，如空間曲面、變斜角類零件等，若無法通過傳統的模具加工工藝完成，就可以根據數控技術智能化的特點，利用CAD/CAM等軟件先進行自動編程，之后再運用網絡將數據傳輸給數控機床進行相應的加工。數控機床的智能化和網絡化編程效率極高，精度準確，出錯率極低，能夠提高模具的制造質量及生產效率。

四、結論

綜上所述，模具制造業已經成為我國國民經濟的一大支柱產業，不斷的應用在社會生活以及工業發展之中，數控技術是制造業實現自動化、數字化、柔性化、信息化、集成化、網絡化的基礎，對制造業起著舉足輕重的作用，有著廣泛的應用領域和廣闊的應用前景。我們要在實踐中不斷總結創新，增強以模具制造業為核心技術的研發能力，更好的應用在生活以及工業發展之中，提高人們的生活水平以及促進國民經濟的快速發展。

參考文獻

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