數控加工技術在模具制造中的應用

李云妹，謝祖華

(福建船政交通職業學院，福州 350007)

0 引言

隨著社會的不斷發展，機械制造業的發展達到了新高度。在新型工業發展的趨勢下，我國針對模具制造業的標準也在進一步提高，要求相關技術人員能夠在模具制造中合理應用數控加工技術，確保滿足機械工業部門對于精準模具的需求。

1 數控加工技術在模具生產中應用的優勢

在當前的模具生產之中，合理的應用數控加工技術的優勢在于能夠降低人工成本、優化產品質量、推動企業人才培養。

1.1 降低人工成本

數控加工技術的使用可以解決傳統模具加工中費時費力、工藝繁瑣等問題，在計算機輔助系統的控制下利用數控機床，將模具的生產流程直接轉化為一體化、智能化生產，不需要人工參與手工勞作，在減少人力資源投入的基礎上確保提高生產效益。

1.2 優化產品質量

基于數控加工技術的合理應用，可以利用智能化程序控制模具的生產加工流程，降低生產過程中出現殘欠品的幾率。并且，在計算機程序的合理控制下，數控加工機床還能研發出全新的生產工藝流程，滿足不同模具加工的承接要求，最終幫助企業拓展生產業務[1]。

1.3 推動企業人才培養

通過有效運用數控加工技術，可以促進傳統人工操作模式的轉變，從而確保數控加工朝著智能化的方向發展。這要求在實際生產中培養更多高技術人才，確保企業技術人才能夠充分掌握機械原理與實踐技能，滿足現代化的生產和發展需求。

2 模具制造中數控加工技術應用的有效途徑

在模具制造中，合理使用數控加工技術主要包含了加強模具工藝規劃、提升模具加工精度、完善模具數控編程、落實模具加工生產、實現模具仿真驗證等幾方面內容，通過具體的分析和應用滿足模具的實際制造要求。

2.1 加強模具工藝規劃

對模具加工企業而言，模具訂單一般要求比較急，并且質量要求較高，模具工藝規劃呈現集中化的特點。在工藝規劃下，模具的生產需要滿足一次性完成既定目標。在首次模具裝夾中要保證成功率，降低數控機床磨損程度，減少模具材料消耗。基于上述條件的分析，模具不僅可以滿足產品生產需求，同時相對于傳統模具能夠盡可能降低不同機床對于模具的影響。在同軸孔加工中，應該盡可能減少換刀的次數，甚至做到不換刀，并且要求固定好模具，采取這些措施就能極大程度提升模具制作精度。在實際的模具制作過程中要按照先粗后精的基本原則進行，如果處于同一個級別，那么基于各自的上一道工序的具體落刀位置，可優先安排距離刀具近的工序，等待完成平面工序之后再進行其余工序的操作[2]。

2.2 提升模具加工精度

為了促進模具制造加工精度與效率的提升，需要落實數控機床的程序化控制。在常規化的模具制造過程中，往往會利用人工制造，但是在人為操作中會受到不同因素的影響，如環境因素、他人干擾、員工情緒等，即便沒有受到外界影響，也不可能確保操作的零偏差。模具制造中數控加工技術的使用，可以有效克服傳統制造的弊端。人為失誤主要是表現在機床主軸旋轉控制操作不夠穩定，一旦控制不當，會直接影響模具表面的粗糙度。針對此問題，主要是因為主軸回轉中心線出現了偏離以及嚴重的磨損。在數控加工中就要有效落實程序控制工作，確保數控機床加工控制的準確性，以此提升模具產品制造的標準化水平。例如，在模具制造與加工過程中使用數控加工技術。當模具懸空的時候要利用懸臂梁來支撐，最大限度減少懸空的面積，同時降低震顫發生率。在加工刀具的選擇方面也要結合刀具長度與直徑的要求，避免因為選擇不恰當、使用不規范引發震顫問題，影響模具的實際制造質量。

2.3 完善模具數控編程

在模具制造中使用數控加工技術還需要科學編碼程序的支持，但是模具制造中的柔性特征會增加編程工作量，模具程序的合理性與科學性也影響模具的使用效果。手工編程無法滿足復雜工藝下數控加工的刀具運行路線要求，取而代之的就是利用CAM編程軟件，應用是非常廣泛的。CAM編程軟件與手工編程相比，可以進行相對復雜的人機交互，憑借模具制造過程中的有利因素提升制造效率。同時，CAM編碼軟件以模具的幾何特征為參考，通過電子信息化技術生成對應的編碼；直接將模具的幾何參數以及對應的材料特征等輸入電腦，形成要求列表。作為模具的生產人員，基于列表的實際要求明確模具生產過程中用到的刀具種類和機床種類，并且明確走刀路線。在完成模具的工藝設計之后還要經過軟件的自動化生成，選擇相應的工具和制作過程，使人工編碼失誤率降至最低[3]。

2.4 落實模具加工生產

在進行模具的加工生產過程中，要全面細致地分析模具的設計方案，確定零件的類型，并且基于制造要求選擇數控機床。在模具制造過程中，可以考慮使用裝夾工具。所以要明確工件的大小，一般可以選擇助架板固定機床螺栓，通過創建坐標系，以此為基礎條件加以調整，并嚴格控制模具制造加工偏差，確保生產精度。另外，在模具制造加工過程中，因為很多工序的實施都要利用數控車床、銑床等，所以依靠一臺數控機床很難完成所有工序。為了不斷提升數控機床應用水平，在保障工件精度的同時要合理安排加工程序，盡可能減少模具毛坯的粗加工加工余量，保障生產加工的快捷性。同時，在數控加工技術的實際使用中要做好設備維護與管理工作，確保所有設備都處于穩定的運行狀態[4]。

2.5 實現模具仿真驗證

在當前的機械模具制造中，雖然使用數控加工技術可以有效降低出錯率，但是，在技術人員操作方式和生產環境等因素的影響下難免會遇到過切、碰撞等質量問題。所以，在機械模具制造過程中，要重視仿真驗證分析。在仿真驗證時，工作人員還需要基于機械模具的制造環境，分析制造生產之中出現的各種因素對機械模具制造加工產生的影響，并且采取針對性的措施提高機械模具制造效率。另外，目前有很多驗證軟件基本上都是通過動態圖像方式呈現仿真驗證過程，幫助技術人員找到模具與仿真驗證生成模型的區別。同時，合理分析動態圖形的變化形式，找到數控加工技術的不足，針對性的改進和優化。

3 結語

在社會不斷發展的大背景之下，模具制造業呈現出復雜化、多元化的特征，傳統的人工操作已經無法滿足實際的加工需求，無法保障加工精度，需要在模具制造中合理使用數控加工技術，在滿足難度大、高標準的模具加工需求的同時提升模具的加工效率和加工品質，最終提升模具加工的經濟效益，推動模具加工制造業的可持續發展。