數控技術在機械模具制造中的應用研究

鹿倫濤

（山東省輕工工程學校，山東青島 266112）

0.引言

從某種程度上講，機械模具制造期間科學應用先進的數控技術可以促使行業良性發展，也可能會帶來誤差問題，產生不利影響。因此，機械模具制造在實際應用數控技術的過程中，應加強管理，控制好精確度，改善傳統形式的生產模式，最大限度打造先進生產體系，充分發揮數控技術的優勢，構建科學化的機械制造機制。

1.數控技術概述

1.1 數控技術概念

數控技術主要是指借助數字化手段輔助設備運行與設備加工的自動化技術，從數控系統組成上進行分析，主要包括數控裝置以及存儲裝置等組成。實際工作中，數控機床需要借助數據輸入進行后續的數據運算處理，并作出科學化的邏輯判斷，最后進行控制驅動。實際上，數控機床屬于代表性機械與自動控制相結合的產品，可以將其稱之為CNC[1]。現階段，制造自動化基礎在于數控技術的應用，同時也是柔性制造核心所在，屬于現代集成系統的組成部分之一。借助數控技術，有助于增強制造業的自動化水平與集成化水平，發揮著至關重要的作用。此外，在數控技術保障下，產品制造周期會不斷縮短，從而更好地解決復雜零件制造期間遇到困難問題，有效提升產品質量。我們可以將數控技術作為機械制造行業發展的關鍵性指標，重視數控技術的合理應用。

1.2 數控技術特點

從數控技術特點上進行分析，首先該技術應用比較適合小批量產品的制造生產，在程序規范的指引下制造出不同類型的零件。其次，工序具有高度集中的特點，可以一次完成全部工序，從而增強精度，也能夠防止裝夾誤差。最后，精度相對較高，能夠實施復雜表面產品的制造加工。

1.3 我國數控技術發展現狀

數控技術是高科技產業，其發展經歷可以劃分為多個階段。目前，大多數技術都可以做到自動化生產，很多也已經建立了數控產業基地[2]，我國數控技術在實際發展中仍然存在諸多不足，特別是高精尖技術發展差距相對較大。隨著產業化發展的日益加快，數控系統在品牌效應上的發展不足，綜合競爭實力明顯較低，從而造成用戶信心不足，數控技術應用標準也相對落實。在未來發展過程中，數控技術應結合我國實際國情，不斷增強市場占有率，強化高精尖裝備投入，實現產學研綜合發展，從根本上提升其研發水平。

2.數控技術應用價值

2.1 提高生產效率

借助數控技術發展，人工操作會逐漸減少，大量機械設備都能夠實現自動化控制，在一定程度上節省了大量人力成本，還能夠提升生產質量，減少控制誤差，明顯提高制造精度。數控技術應用有助于減少材料浪費，促進企業經濟效益的不斷提升。針對數控技術對社會經濟的影響進行分析，數控技術應用可以大力解放生產力，強化整體管理，有效降低人力投資，增強企業綜合生產力[3]。

2.2 保證產品的可觀賞性和精密性

在機械模具制造迅速發展的背景下，客戶產品要求提高，新時期若要使機械模具更精致，則應合理控制精度，最大限度減少誤差。為了滿足更高標準的制造要求，機械模具制造需要借助數控技術，發揮計算機軟件價值，全面優化制造設計方案，在編程控制的基礎上增強產品生產的豐富性。就用戶需求而言，借助數控技術，能夠增強機械模具的精細化控制程序，使外觀更加多樣化，進而增強產品競爭力。

2.3 有助于自動化產品發展

機械模具自動化制造期間，采用數控技術可以不斷擴大生產規模，并促使產品更新換代。對于傳統形式的機械模具制造來說，制造模式比較單一，效率也比較低，進而造成機械精密度不夠。在數控技術編程支持下，有助于增強機械加工自動管理水平，使操作流程更加便捷化，可以減少一定的制造工序，還能夠降低出錯率。

3.數控技術在機械模具制造中的具體應用

3.1 數控機床加工應用

目前，數控技術在各種數控設備設施中得到了相對廣泛的應用。機械模具制造要求比較高，不管是尺寸精度，還是形狀位置都必須是精確的，借助數控技術進行模具制造，可以有效滿足其精度需求。從某種程度上講，不同模具加工方法是存在差異的，比如曲面結構模具與凹凸槽結構模具一般采用數控銑床技術進行加工，而沖裁模圓形模具則需要借助數控車床技術進行加工[4]。綜合而言，現代數控機床有著非常高的精度與靈敏度，其驅動電機一般會借助伺服電機驅動，具備高速切削性能，如果再配合高速切削刀，則模具制造加工速度會更快，且更穩定。隨著數控機床技術的快速發展，需要對模具加工中的刀具軌跡規劃等進行優化調整，實現效率最大化。

3.2 合金零件加工應用

合金零件模具制造期間可以應用數控技術。實際工作中，第一步是對零件圖樣進行分析，然后結合模具制造材料特點，合理選擇數控切削措施，最大限度提升合金零件模具質量水平。合金零件模具加工細節部分應該堅持精細化原則，保證在最短時間內增強加工工作的質量水平[5]。在毛坯類型選擇的過程中，應綜合考慮到刀具磨損程度，可以借助數控切削技術提前控制處理，把塊狀鋁合金材料作為毛坯，在規格明確之后合理選擇定位基準，最后應用UG軟件進行加工制造，并創建三維實體模型，在規范數控流程指導下明確模具加工的參數設置方法，優化加工全過程。在機械模具主要加工面制造期間，可以借助數控仿真技術。比如，汽車合金零件模具加工面一般包括3個組成部分，在數控技術輔助下，有助于仿真3個不同面的具體結構，形成模具小凸臺。此外，利用數控技術實施合金零件模具制作還可以借助數控代碼進行模塊化處理，有助于機床參數的科學設置，進一步認定NC參數，有效輸出程序參數，并對NC參數進行虛擬操作，當代碼順利生成之后有序傳輸到銑床系統中，完成模具加工制造工作。

3.3 數控線切割加工應用

數控線切割技術主要是借助線狀電極在火花放電的基礎上進行切割，我們可以將其稱之為電火花切割。通常情況下，數控線切割被應用到平面形狀模具制造中，包括沖模以及拉拔模等。在錐度切割功能快速發展的背景下，上下異性面形狀模具加工發展速度也日益加快，數控技術應用范圍日益擴大。

3.4 數控車削加工應用

數控車削技術作為機械模具制造期間的重要技術，實際應用期間能夠打破傳統加工形式的相關限制，提升制造效果[6]。所以說，機械模具制造必須要充分發揮數控車削技術優勢，尤其是發揮在軸類標準件加工中的應用作用，主要包括桿類零件以及回轉體模具等。具體來說，回轉體模具是應用最為廣泛的，有盆狀注塑與瓶裝注塑類型等，在數控車削技術應用下，有助于結合零件特點有效選擇加工模具，便于數控切削處理，提升制造質量水平。

3.5 數控銑加工的應用

數控銑技術應用期間，必須要重視模具的合理選擇，并對加工對象進行科學化的分類處理，提高其工作效率。比如，部分機械模具外形比較復雜，表面不平滑，這時借助數控銑技術，能夠深入處理，增強技術應用水平。此外，數控技術操作相關負責人必須要增強自身的技術能力，在保證熟練操作技術的前提下完成代碼編寫，有效應用數控技術，做到機械設備以及工作人員的有效配合，增強機械模具制造效果。

4.數控技術在機械模具制造中的應用改進策略

4.1 降低加工誤差率

機械模具制造期間推進數控技術的廣泛應用，必須要重視誤差控制，避免加工誤差等問題的發生。具體來說，誤差控制方法如下：第一，當機械模具制造工作處于質量階段的時候就做好精度控制工作，實現事前預測預防，從根源上明確誤差問題，有效降低誤差率。第二，數控技術實際應用期間，應該安排專業人員強化應用過程管理，時刻關注誤差問題，若一旦發現問題，則必須要及時作出調整，減少問題的擴散，防止模具制造出現嚴重偏差，增強模具制造整體質量[7]。第三，數控技術實際應用期間，還應該做好歸納總結工作，對誤差出現的規律進行深入分析，總結出相關的原因，采取合理化的控制手段對模具質量進行全面監測，為今后的管控工作奠定良好基礎。

4.2 有效控制相關影響因素

機械模具制造過程中會出現大量影響因素。從設計階段開始就會出現很多影響因素，包括生產時間、數量與規格等。因此，機械模具設計期間，相關工作人員必須要重點分析機械模具數控制造相關影響因素，明確安全隱患，盡量在設計環節就快速消除，為接下來的數控技術應用提供依據，保證工作人員合理應用數控技術，從根本上提升應用效果。此外，數控技術在機械模具制造應用期間，應該借助閉環補償技術增強穩定性，嚴格控制好應用中的幾何精度以及制造精度等，在精細計算的基礎上完成模具設計工作，構建科學化的數控制造模式。機械模具制造程序必須規范化，以確保精細生產目的可以最終實現，實現多臺數控機床的完美協作，使每個技術人員都可以按照精細化標準操作，并在工作中對加工流程進行不斷創新改革，減少產品制造周期，在精細化以及半精細化優化整合的基礎上，結合機械模具形狀與實際特點選擇加工形式，并不斷創新加工手段，增強機械模具的質量水平[8]。總之，不管是在機械模具制造哪一個數控制造環節，每個工作人員都應該結合具體標準操作，從而實現數控技術的良好應用。

4.3 合理應用超聲波及高壓水切割技術

機械模具制造工作期間應用數控技術操作能夠提升制造水平，但是應用效果還不夠理想，需要采取有效的應用改進措施，不斷引入先進技術，改進應用形式，加快技術更新，提升最終應用效果。現階段，超聲波技術以及高壓水切割技術是數控技術應用改進中比較常見的技術。對于超聲波技術應用來說，借助超聲波技術的超聲頻振動力可以促進來對模具的表面沖擊，進而形成所需要的形狀，提升模具制造效率。同時，超聲波技術還能夠對導電材料或者是半導體材料進行有效加工處理，尤其是硬脆材料加工，具有非常好的效果。對于高壓水切割技術來說，水是最主要的載體，在其壓力的作用下，可以與動能結合到一起共同推動機械模具制造。該技術實際應用過程中，往往會采用射流方式對材料進行有效切割，并合理加壓，然后連續輸出水流，實現超音速水射流，使模具制造水平提升，外觀更加精致。

5.結語

機械模具制造期間數控技術的應用是現代社會經濟發展的結果，同時也是制造行業發展的必然趨勢，借助數控技術，有助于計算機技術與微電子技術等手段的融合應用，共同發揮優勢，從根本上提升技術管理創新水平，打破傳統形式的機械模具制造模式，使制造技術全面升級，充分滿足社會發展的個性化需求。具體來說，機械模具制造工作中，數控技術應用主要反映在合金零件數控加工、數控線切割、數控車削、數控銑等技術應用上，要求相關工作人員不斷學習，熟練掌握技術操作流程，為數控技術有效應用奠定良好基礎，增強數控技術應用效果，推進機械模具制造行業可持續發展。