數控加工技術在模具制造中的應用探討

楊 鋒

（河北機電職業技術學院，河北 邢臺 054000）

現階段，科學技術正處于飛速發展，隨著科技不斷進步，經濟也得以迅猛發展，市場競爭日趨激烈。在機械制造產業中，以往落后加工技術已難于達到模具生產質量要求。數控加工技術合理應用到其中，可以滿足生產精度和規格的要求，隨著數控加工技術的不斷優化和升級，推進了模具制造業發展，提升其生產技術和經濟效益。

1 數控加工技術在模具制造中的技術原理和特點

1.1 技術原理

在專業解釋中，數控加工技術指在數控機床上對機械零件進行加工，具體采用數字化信息系統控制零件和刀具在生產過程的具體功能。主要應用可以分兩部分。1）數控機床和其相關輔助設施。在數控加工技術中，數控機床與傳統的需要手動控制加工設備的生產特性是不同的。數控機床傳感器類型有多個，主要用來參數的輸入和輸出，具有自動化的特征。2）數控加工技術采用計算機系統和程序編程。在數控體系中，直接按照計算機系統中設置好的模具尺寸、規格、材料以及其他加工組件的要求，在進行機械加工生產之前，先完成程序編程工作，然后再運用數控加工設備進行加工生產[1]。

1.2 應用特點

模具制造中應合理應用數控加工技術，其集中化、自動化、柔軟化等應用特征得以呈現。集中化特點是將模具制造中的生產進行集中化處理，不僅節省了生產時間成本，還節省了占地空間。就算是在規模很小的工廠中也能夠正常開展模具制造和大規模生產產品。數控加工技術的高度自動化特點在模具生產中廣泛運用，減少了人力成本，增強了性能，提升了效率和質量。柔軟化特點在一定程度中解決了當前模具制造中面臨的問題。傳統加工技術和設備的落后和局限性極大地降低了企業的經濟效益，究其根本原因是工人操作傳統加工機床設備的熟練程度以及應用范圍導致了生產線效率低，數控加工技術的智能化特性有效解決了這個矛盾。

2 數控加工技術在模具制造中的優勢

2.1 有利于提升產品質量和經濟效益

數字化信息系統（即計算機系統）其實就是數控加工采用開展機械加工生產模具的一種現代化高新加工技術。其代替了傳統的加工技術，做出了其不能夠做到的精密度和高規格的模具生產，并且有效處理了傳統加工技術中的耗時、耗力、低質量等問題，提高了模具企業的經濟效益。

2.2 有利于推進和實現自動化

數控加工技術應用到模具生產過程中，不僅能確保加工產品的整體質量，還可推進和實現系統自動化，主要體現在以下兩方面。1）我國當前數控加工技術設備需要專業技術人員進行操控，不需要投入太多人工成本生產和制造，因此，使用數控加工設備的人員需要有專業理論知識以及標準的技術水平，才能夠將其作用發揮到最大化，加工自動化水平因數控加工技術得到了不斷提高，同時生產效率也就提高了。2）隨著科技不斷發展，數控加工技術得到了廣泛運用，確保了生產質量，降低生產過程中的廢品率。實現全面的智能化和自動化是數控加工技術未來發展方向[2]。

2.3 有利于提高產品的性能

在傳統加工技術中，設備在生產過程中都需要人去看護和操作，這種加工技術會造成模具生產過程中出現質量以及廢品率高等問題。模具制造將數控加工技術的合理且有效應用，可以提高模具生產精準率，提升了其產品性能。

3 數控加工技術在模具制造中的運用和影響

3.1 三類特點

數控加工技術應用在模具制造中時需要注意的要點分別是圓角、倒角和孔三類特點的處理，其處理過程分別為識別和簡化。不同特征的簡化處理過程又包含整體化和分布化兩種。

1）圓角的特點首先要根據實際中具體的操作而定，秉持著條件匹配的原則，從二邊流形體的維度提取特征，再將圓角從邊界角度分成類柱圓角和普通圓柱，最后再限定不同圓角的特征，需要注意的是其指標標準要取其模具的曲率、曲面半徑。2）在處理倒角時，取其特點可以按照長度和廣度等為標準，將倒角邊替換為錐面或者平面。3）在處理孔特點時，主要對孔的入口處直徑參數進行提取。

3.2 實體建模

實體建模主要適用于數控加工技術在模具制造進行編碼程序后的仿真模擬驗證。程序工作人員在實體建模中運用邊界、結構、空間分割等不同的方法。邊界法擁有數據小和速度快的優勢，但缺乏整體性描述。使用結構法時，光柵處理速度快是其優勢，但對邊界缺乏描述。

3.3 數控加工對機械模具加工器選擇及工藝的影響

在機械模具加工過程中，存在著多種多樣的加工器具，而且數量上也是很多的。這主要是在模具加工涉及的加工工藝和根據實際的情況去選擇相應合適的加工器具。如果按照傳統加工技術的手法需要人為地去手動選擇加工器具，則會造成選擇性的偏差，加工的效率也會降低。使用數控加工技術，利用計算機系統去操控設備，在各個環節設定選擇最合適的、正確的加工器具，不論是對再復雜的模具加工生產，都能夠完好無損，并且還能夠保證其生產成品的質量。這就是數控加工技術中所說科學性的、智能化地對器具進行選擇。這對于如今的機械模具制造業來說，滿足其加工需求，是機械模具加工過程中必須實行的技術。同時，因為機械模具生產樣式的繁雜性，其不同樣式的模具生產需要使用不同的加工工藝。人工進行加工時一旦出現了技術上的差錯，那么直接會導致整個模具損壞甚至報廢。在使用數控加工技術后可以完全避免這種問題。數控技術可以準確判斷出加工工藝的正確性，按照機械模具制造的標準，嚴格控制加工工藝技術，保障其工藝的精準度，生產出符合標準的模具產品。這也是我國一直在追求的數控加工技術在機械模具制造中的自動化、科學化的應用目標。

4 數控加工技術在模具制造中的具體應用

4.1 應用和分類

在我國模具制造業中，對模具進行加工生產前，首先要從使用上對模具做相關的分類。車削加工、電火花加工和銑削加工技術是數控加工技術中最常用，也是最普及的三類。

在模具制造中應用數控車削加工技術非常普遍，發揮著重要作用。數控車削加工技術在模具加工過程中選擇的技術方式比較單一，根據分析出的不同模具的形狀的特征，使用數控車削加工技術進行模具加工生產，其便利性會比其他的數控加工技術強一些。軸類模具、塑類模具以及平面模具都是在加工中常見的模具[3]。

在模具制造中，數控電火花加工技術是一種重要的、可以提升加工效率的技術。但在特殊材料模具生產過程中，無法應用數據去控制電火花的程度。因此，需要人為定時控制。在應用電火花加工技術時，其脈寬和間歇有著決定性作用，放電時間需要結合具體情況控制，如果脈寬值和峰值電流一直保持不變，那么平均電流就會隨著間歇性時間的不斷推移而變化，這時電火花的能力就需要保持在恒定狀態。

數控銑削加工技術在模具制造中占據著不可動搖的地位，其主要應用在凹凸面模具和曲面模具中。對比電火花和車削加工技術，數控銑削加工技術存在著一定的復雜性。在實際模具生產過程中，對外殼復雜的、不平滑的模具進行加工時，數控銑削加工技術不僅能夠生產出平面結構的模具，還可以將曲面和凹凸模具進行加工，生產出更多復雜多樣的產品。

4.2 提升加工技術，重視程序升級

因傳統加工技術上的缺陷與不足，數控加工技術應運而生。在模具生產中，首先通過計算機技術去控制機床，才能夠根據設定好的模具形狀和規則生產出模具成品。數控加工技術隨著計算機科技技術不斷進步也得以提高，其提高的最終體現就是模具生產效率和質量得到了保障和提高，同時解決了傳統加工生產技術上的難題。在模具的傳統加工技術制作過程中，有些程序需要人為操控，這時就會出現精準度偏差的問題。數控加工技術將各類刀具部位的功能進行了精確的設置，并設定了準確的參數，各項加工部件都按照計算機系統設置的指令運行，就很好地解決了人工操作設備時出現生產誤差的問題，提高了模具產品的精準性[4-5]。

加工程序是影響數控加工技術的因素之一，不斷地優化加工程序，加工技術也會得以提高，在模具制造中生產出來的模具精準度和質量也會更高。隨之而來的就是企業的經濟效益得到明顯的增長，將利益最大化。因此，在設計數控加工技術的信息程序時，程序設計工作者一定要從實際情況和從加工的時間、材料、工藝制造、加工程序等方面出發，通過調試實驗，優化設計程序，得出最佳執行方案，如此就能夠實現質量、效率、效益的最大化。相較于前兩者，空間分割法是最有效的，尤其是對復雜的模具建模，其中八叉樹表示法具有高效的效果。

5 結束語

毋庸置疑，科技的進步和創新是促進各類生產制造工業化向前發展的重要力量。結合本文分析，模具制造需要數控加工技術的加持，其作用和應用對整個機械制造業都具有顯著意義，它攻克了傳統加工技術在生產上的不足，能夠用最短的時間、最低的成本、最精準的自動化加工技術生產出各類復雜的模具，提高了企業經濟效益。