數控加工技術在模具制造中的應用研究

李華波

摘要：隨著制造業信息化的不斷深入，數控加工技術開始引入到模具制造的過程中，并成為模具制造業的重要技術支持。數控加工技術在模具制造業中發揮著極大的作用，提高產品生產效率的同時，保證了產品的質量與精度，為企業帶來了最大化的效益。本文介紹了數控加工技術的同時，詳細的分析了數控加工技術在模具制造中的應用優勢與特點，具有一定參考借鑒價值。

關鍵詞：數控加工技術;機械模具;制造;運用

0? 引言

隨著社會的不斷進步與科技的不斷發展，全球工業化水平得到了提高，制造業開始向著信息技術的方向發展，數控加工技術成為了制造業信息化發展的具體體現。為提高工業制造效率;提高產品準確性與質量，數控加工技術開始為機械模具制造提供新的技術支持。目前，車削、銑削、電火花加工等技術在機械模具制造中廣泛普及。機械模具在眾多的制造業生產中，發揮著重要的使用功能，這就決定了對機械模具的結構、特性等方面具有極高的加工技術。因此，探究數控加工技術在模具制造中的應用，具有重要的研究意義與研究價值。

1? 數控加工技術原理與應用特征

1.1 原理

數控加工技術是指在數控機床上進行零件加工的一種工藝方法。數控加工技術的應用可以分為兩部分：軟件和硬件。軟件主要是指在數控技術中所使用的計算機系統、程序編碼等。在這個體系下，根據設計尺寸，材料和所加工組件的其他元素的要求，在機械化加工之前，首先進行程序編碼的撰寫工作，然后在編碼程序的進行下，開始機械自動化加工生產。硬件主要是指數控機床及其輔助設施。數控機床是實現數控加工技術的基礎，與需要手動控制生產過程的傳統機床的特性不同，數控機床的多種類型的傳感器可以用作參數的輸入和輸出部分，這有利于形成具有靈活性的自動化程序。

1.2 應用特征

隨著數控加工技術的不斷發展與普及，數控加工技術開始呈現出自動化、集中化、柔性化等方面的應用特征。首先，數控加工技術高度自動化的特征使其具備更佳的性能。不僅提高了生產效率與質量，還節省了人力資源。其次，數控加工技術集中化的生產方式，大大的縮短了制造的時間，同時，該技術將各個程序之間的間隔縮短，將生產程序集中化處理，這就解決了空間問題，節省了占地資源，在相對較小的廠房，也依然可以實現集中化的大規模生產。最后，數控加工技術的柔性化，在一定程度上，很好的解決了目前面臨的矛盾。工人對傳統加工方法的熟練程度以及機床的應用范圍導致生產線的靈活性不足，這通常需要大規模生產單個產品來攤銷成本改善了傳統的加工方式。而數控加工的智能化在一定程度上解決了規模與柔性的矛盾，具有一定的優勢，順應時代發展的需求。

2? 數控加工技術在模具應用中的作用和特點

2.1 提高產品質量和效率

數控加工技術在應用上具有高度自動化的特點，與傳統的加工技術相比，它在產品的加工制造上準確性更好、精細度更佳。該技術采用的是數字信息系統，它可以對產品進行精確的切割制造，避免了人為操作的失誤。數控加工技術在模具應用中，大大的提高了加工產品的質量與生產效率，縮短了加工產品的時間，加快了產品的生產周期循環。

2.2 降低勞動成本

數控技術在模具加工制造的應用中，其高度自動化的特點，使模具加工制造過程無需人工操作，大大的節省了人力資源，降低了勞動成本。

2.3 降低生產難度

在模具制造中，往往需要制造很多復雜的模具。在以前制造業不發達的時候，采用傳統的人力切割制造，對于精細、復雜的產品，難免會出現不可控制的失誤，也存在著很對難以解決的問題。隨著工業化的發展，數據加工技術的出現，很好的解決的以前的困難，它在產品的加工制造上，準確性更好、精細度更佳，之前被認為復雜的工序和工作都可以解決。數控技術在模具制造上，減少了人為操作，避免了不可控因素，降低生產難度。

2.4 需要專業的知識水平

數控加工技術雖然高度自動化，降低了勞動成本與生產的難度，但與此同時，相比傳統的技術而言，它需要操作人員具有更專業的知識水平。數控技術在實際的應用中，采用的是數字信息系統，將自動控制和信息數字化相結合。因此，數控加工技術要求操作人員需要熟練的掌握程序的操作與控制。計算機、機床方面的控制與操作的掌握程度是決定模具質量的基礎，相關人員只有具備熟練的專業知識，才能夠更好的使用設備，發揮最大效益。

3? 數控加工技術在模具生產過程中的應用

3.1 便于模具分類

在模具加工和生產之前，首要的工作是將模具進行分類。數控電火花加工、數控電火花線切割、數控車削等都是常見的加工分類。根據分類的不用，來匹配適合的機床進行下一步的加工制造。但在實際的應用中，數控加工技術具有兼容性的特點，便于模具的分類。這就簡化了生產程序，提高了生產效率。

3.2 生產技術精進

由于數控加工技術采用的是數字信息系統，將數控加工技術應用到模具生產中，可以改進傳統的生產技術。通過先進的計算機技術來控制加工機床，生產復雜的模具。如今，計算機技術已經得到了飛速的發展，數控技術也得到了極大的提升。模具的生產效率與質量也越來越高，生產技術不斷精進，攻克了很多技術難題。數控加工技術的出現，使得一些工藝技術要求較高的模具得到了集中化的加工制造。在專業人才培養的過程中，數控加工技術已經成為現在實訓內容的首要目標。

3.3 加工程序優化

數控加工技術在模具制造中的應用，通常情況下會受到加工程序因素的影響。優化的加工程序得到的模具制造也就更加高質量，加工水平也就越高，這將會給企業帶到最大化的利益。因此，在數控加工技術的信息程序設計中，程序設計人員需要從實際情況考慮。從產品的加工程序、加工時間、加工工藝出發，不斷的調試與優化，設計出最佳的執行程序。這樣才能實現高效率、高質量、高效益發展。

3.4 可精度加工

在模具加工制作中，一些程序需要操作人員進行操作。比如在進行換面加工、銜接加工等程序時，需要人工進行換取操作，這就不可避免的會產生一些誤差，將會影響模具的精準度。數控加工技術在模具加工中是高度自動化的，采用數字信息系統，因此可以減少人工操作帶來的誤差。在主軸定性化基準下，可嚴格明確各類刀具等部位的功能，同時，在參數信息的設定下，各項加工部件將嚴格按照數據指令來運行，以提高模具產品的精準性。但是，這并不代表精確度是百分百的，在長期的工作運行下，機械設備磨損也會帶來一定的誤差，因此。相關技術人員需要對數控加工機械設備進行定期的檢查與維修，結合實際情況，對誤差進行分析，不斷的調試儀器設備，才能夠保障模具的精準度。

3.5 機械模具的仿真驗證

數控加工技術可以極大的降低誤差，提高模具的精準度。但是也需要考慮實際的環境因素。在實際加工生產模具的過程中，不可避免的會發生一些摩擦與碰撞等突發情況，因此，在數控加工生產之前，程序員對設備進行編碼程序后，需要進行仿真模擬進行驗證。根據實際生產條件下的環境與加工動態進展進行模擬設計。

結合運動學原理建立三維運動場景，結合實際情況編制完整的控制程序。將加工指令導入編程中，開始掃描模擬，生成顯示結果。為了確保實驗的準確性，需要將計算過程與布爾減預算同時處于相互獨立的狀態。需要注意的是，NC文件解析過程中還需要注意掃面體的構造。與此同時，啟動插補運算功能，等候驗證結果生成。通過動態圖像的變化，分析數控加工程序在模具加工制造存在的問題。

4? 數控加工技術在機械模具制造中的應用要點

4.1 特征處理要點

數控加工技術在機械模具制造中需要注意三類特征處理，即圓角、倒角和孔的特征處理。在實際操作過程中，特征處理過程主要分為識別和簡化兩步。不同特征的簡化既可以選擇整體化的方案，也可以選擇分布處理的方式進行。根據模具制造的實際情況合理利用。以下將展開進行說明。

首先是圓角的處理，秉持著條件匹配的原則，需要從二邊流形體的維度提取特征。在具體的操作中，還需要對圓角從邊界角度進行分類，將其分成類柱圓角和普通圓柱。將模具的曲率、曲面半徑等作為指標對不同圓角的特征進行界定。

其次是倒角的處理，可提取其長度、廣度等作為特征指標進行，特征處理時可以將邊替換為錐面或平面。需要注意的是實踐中生成的倒角特征往往呈現為帶狀幾何結構。

最后是孔的處理，一般將孔的內環作為特征進行提取。內環特征主要指入口處的直徑等參數，特征處理應注意對方向性的判斷。還需要注意其向支持面的延伸特征以便進一步區分、識別。

4.2 實體建模要點

數控加工技術在機械模具制造進行編碼程序后，需要進行仿真模擬進行驗證。需要注意實體建模。實體建模是仿真驗證的關鍵一步。在實體建模中，程序人員可以選擇邊界、構造或空間分割等不同方法進行。在邊界法進行時，具有數據小、速度快的優勢，但缺少必要的整體性描述。在構造法進行時，具有光柵處理速度快的優勢。但存在邊界的描述不足。最有效的方法是空間分隔法，其中最為常見的八叉樹表示法對復雜的機械模具建模更加有效。

在實體建模的過程中，需要大量的數據進行模擬運算。耗時長、占用內存大，因此對于內存資源不足的設備會出現驗證速度卡頓的情況，影響生產的進度。但是如果過度的簡化數據，將會影響仿真模擬的精準度。因此，實際操作中，我們要具體情況具體分析，實現精度與效度的平衡。

5? 結語

社會的不斷進步與科技的不斷發展，使得全球工業化水平得到了提高，數控技術的推廣和使用使得模具制造行業得到了長足的發展與進步。采用數字信息系統，以高度自動化、集中化和柔性化等方面的應用特征，大大的提高了產品制造效率;提高了產品制造的準確性與質量;降低了人力資源;加快了生產速度;促進了企業的最大效益化。數控技術在模具制造方面的發展，具有便于模具分類、生產技術精進、加工程序優化、可精度加工的特點，使得數控技術成為模具制造業的重要技術支持?？傊?，數控加工技術具有廣闊的應用前景與價值。

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