數控加工技術在汽車機械模具制造中的應用

摘要：隨著時代的快速進步，傳統的制造技術現已無法滿足現代化制造業的發展與需求，而數控加工技術的應用最大化地提升了汽車機械模具制造業的水平與質量，并且投資成本低，確保了信息化技術在機械制造行業中的可持續發展。基于此，主要對數控加工技術與必要性進行分析，探究數控加工技術在汽車機械模具制造中的應用，為后期研究提供有效的參考依據。

關鍵詞：數控加工技術；汽車；機械模具；制造；應用

中圖分類號：U469 收稿日期：2023-05-22

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.10.024

1 前言

伴隨著新時代人工智能、數字化、信息技術等產生與發展，加工制造業得到迅速發展。數控加工技術在汽車機械模具制造中不僅可以提升生產效率，還能促進汽車企業占據明顯的優勢。加工技術與汽車模具制造具有十分緊密的關聯，而在模具加工技術制造中，汽車模具又是較為重要的基礎之一。數控加工技術是現代化先進技術的重要構成部分，也是汽車機械模具制造中尤為重要的一種關鍵性技術，其中數控機床現已成為模具加工環節中核心加工的重要代表[1]。近年來，伴隨著大數據與智能化、現代化等普及，汽車行業的市場環境得到不斷完善與提升，人們對汽車制造的質量越來越關注，在國家政策扶持下數控加工技術的應用為汽車機械模具制造與生產效益等提供了有力的幫助。此次研究主要探討數控加工技術在汽車機械模具制造中的應用。

2 數控加工技術概述

數控加工技術屬于比較先進的一項新型制造技術。該技術主要是利用計算機技術來實現數據信息對設備進行有效的控制。與以往的加工技術相對比，數控技術各方面均更有優勢，其自動化、高效率等是數控技術的主要特性，具體體現在以下方面：

a.計算機信息技術、計算機程序編碼等是數控加工技術應用的重要基礎，在編碼程序完成后，還需全面解析加工構件，如構件材料、構件尺寸等，隨后通過應用程序來進行智能化與自動化的機械加工，并對加工過程中的數據信息進行收集，從而為柔性制造系統等提供有利的數據支撐[2]。

b.數控機床與機械設備方面，由于數控機床是數控加工技術開展的一項重要核心技術，與以往的技術相比，數控機床的應用可以最大化地節省人力資源與成本，這主要是將模具的具體參數輸入到數控機床內，并利用傳感器識別這些數據信息，這樣就可以實現智能化與自動化的生產。由上可知，計算機程序編碼與數控機床等都是數控加工技術中尤為重要的構成部分，兩者既是相互補充，又是重合的，在雙方高度配合下構成一個完善的數控加工技術體系。

3 數控汽車機械模具加工的特征

3.1 減少加工誤差

在汽車機械模具加工中，數控加工技術可以通過計算機程序對相關數據信息進行精準設置，進而提升模具生產的精確度，最大化做到各項零件生產的高度匹配。圖1所示為數控機械模具加工原理。與傳統技術生產的模具相對比，數控加工技術所生產的模具可以確保零件生產的誤差值，使其控制在極小范圍中，最大化做到生產的模具零件尺寸以及大小等要符合設計圖紙的要求與標準，有效提升模具生產的總體質量，減少機械模具零件的誤差[3]。圖2所示為數控模具加工的特征。

3.2 制作效率高

與傳統的加工技術相比，數控加工技術速度快，便捷性強，可有效縮短模具的生產時間，在降低生產時間的同時最大化提升模具的總體質量以及模具生產的速度，降低成本，為汽車市場提供經濟實惠的高質量產品與零件，并在市場競爭方面有效提升企業的競爭力，為后期的延續發展提供有效的發展空間。再者，數控汽車機械模具加工技術能利用計算機程序來進行控制，不會受外界因素帶來的影響，在確保質量的同時高效率地完成模具的生產任務。可見，在汽車機械模具加工中，數控加工技術可有效提升產品的生產效率與質量[4]。

3.3 可提前發現失誤，避免不必要的損失

如今，在數控加工技術汽車機械模具制造中應用到的輔助軟件非常發達與便捷。針對機械模具較為復雜且精密的加工，多采用數控技術軟件來進行輔助，從而使整個加工過程變得更為精確與完善。而應用數控技術輔助軟件可以在加工過程中提前發現模具生產中存在的失誤，以便于提前研究與制定相關的應對措施，做到早發現并及時解決加工問題與誤差。在汽車機械模具制造中時常會發生各項失誤情況，嚴重影響了產品的質量與導致產品缺陷。數控技術輔助軟件的應用不但可以最大地減少或是避免失誤的發生，有效地避免不必要的損失，還提升了生產時效，精確控制模具生產的質量，快速完成產品加工[5]。

4 數控加工技術在汽車模具制造的重要性

4.1 有利于提升汽車模具智能化制造與發展

智能化生產主要體現在企業的方方面面，如智能化管理等。企業想要進行智能化管理，就需要引進電子管理系統，使整個企業管理能可視化運行、數據化運行。而智能化生產主要通過云端平臺來開展，對企業的生產狀態、生產質量等實現可視化的監督與管理，針對物料、訂單等采取實時化更新，進一步優化與完善倉儲、生產、配送等各項環節[6]。在汽車模具制造中，數控加工技術不僅可以使機床操作實現智能化，還能將智能化融入整個模具生產環節，促進產品的智能化。

產品的智能化主要是指對機床進行智能化的升級，如i5智能機床。機床又是汽車模具制造生產中的一項重要環節，并不是單獨存在的。隨著機床智能化的融入，整個產品生產線的效率明顯提升，這就使得越來越多機床應用到整體加工中。數控加工技術的應用進一步推動了汽車模具制造智能化的發展，并隨著智能化的融入，使汽車模具制造行業的質量、生產效率明顯提升。可見，在汽車機械模具制造中應用數控技術，可促進新興產業的培育和可持續發展，進而可推進實體經濟、數字經濟等相結合，為國內外企業的合作搭建了共贏的舞臺，實現產業整體升級。

4.2 有利于提升汽車模具制造的精度

在汽車機械模具制造中所生產的零件具有較高的精確度要求，所以在模具中的公差不能超出1/5或者是1/10的范圍，尤其是與模具相結合的部位，具有較高的精度要求。但是在實際生產中，因操作人員缺乏安全意識，使得生產時常出現不規范操作與不專心以及敷衍等情況，進而引發不必要的安全問題，同時還存在臨時頂替情況的發生，讓經驗不足、操作不熟練的人員進行操作生產，這就使得整體質量明顯下降，為整個生產帶來不必要的負面影響。而隨著數控加工技術的普及與應用，則可以有效改善以上情況，進而提升汽車模具制造的精度與質量[7]。

4.3 有利于提高企業的整體生產效率

企業在市場上的競爭本質就是生產效率與生產成本等競爭，都是在確保產品質量的前提下開展的，所以不斷提升產品生產效率與質量是企業可持續發展的重要關鍵，隨著產品生產效率與質量的提升，降低企業的生產成本。在汽車機械模具生產與制造中融入數控加工技術能進一步提升模具的總體生產效率，同時還能有效降低影響模具生產效率的影響，如降低因人工操作不當帶來的影響，減少生產過程中的失誤等[8]。

4.4 有利于提升模具的標準化制造

汽車模具種類不同，其材料與形式、特點等也不同，各類型間存在著明顯的差異，其中尤為突出的是結構形式上的不同。因模具是由單件進行生產的，而非大批量進行生產，因此在制造中不會出現相同狀況。同時，在數控汽車模具制造中，企業應嚴格按照其標準與規范性進行操作，科學合理地進行制造工作。

5 數控加工技術在汽車模具制造中的應用策略

5.1 電解技術在汽車模具制造中的應用

為了使汽車制造業更好地利用數控加工技術還應結合電解技術。電解技術屬于一項新型的數控加工技術，其工作原理則是將金屬融入電解液之中，通過電離的作用來對金屬進行溶解，促進汽車模具加快成形的速度。在電解技術應用中可獲取10倍的電火花技術生產時速，預后效果更為顯著。在電解工藝中未出現其他切削狀況，因此在較為復雜的模具制造中常采用電解技術。電解技術應用在汽車機械制造工藝中，需要對產品原材料等質量、性能進行嚴格的控制，才能更好地確保其產品的質量，提升數控加工制造的精度。

5.2 超聲波技術在汽車模具制造中的應用

在汽車機械模具制造中為了更好地融合數控加工技術，應結合超聲波技術聯合使用。在超聲波加工技術中，超聲波構成的超聲頻振與動力進行磨料，通過磨料的打擊作用，使汽車模具達到預期的形狀；在常規汽車機械模具制造中，超聲波技術多以“半導體材料”“導電材料”“不導電材料”等為主應用，尤其是在脆性材料模具方面的加工中應用效果更為顯著。

5.3 高壓水切割技術在汽車模具制造中的應用

在汽車模具制造中，高壓水切割技術主要是通過利用水動能與水壓力來對模具進行加工制造的一種加工技術。在高壓水切割技術應用過程中通常需要用到射流手段來對模具材料進行有效的切割，隨后利用加壓方式來促進水流的持續輸出并將高壓水轉化為超音速水，向汽車模具材料射流，從而得到優化模具的目的。

5.4 強化數控機床主軸旋轉的控制

汽車模具設計之后，就會進入數控汽車模具制造工藝中，在該流程中模具的質量主要受數控機床的影響。如在數控機床上放置汽車模具，模具位置則受機床主軸旋轉的影響，如果主軸在旋轉過程中出現問題，就會使模具在制造中精度偏低，所以在模具制造流程中需要工作人員對數控機床主軸旋轉進行有效的控制。

5.5 加強數控機床加工溫度與力度的控制

在數控技術應用模具制造工藝中，數控機床上的加工力度與溫度等可直接影響模具的精度。如果在模具加工中不能將模具撥正，就會導致模具精度與質量降低，因此在加工中應嚴格控制數控機床的加工力度、加工溫度等，使其可以有效地避免不必要的模具變形、模具斷裂、模具扭曲等質量問題，最大化地提高汽車模具的精度。如在數控機床上，刀具處于高溫中就會出現摩擦生熱情況，最終導致刀具與模型發生變化，對整體工藝精度帶來巨大影響。因此，依照模具生產的具體情況來配比符合的刀具，進一步優化與完善切削深度以及其尺寸，通過冷卻潤滑劑給予降溫措施。

5.6 反復檢驗數控汽車機械模具

在汽車機械模具生產中，一旦汽車模具制造中發生較小的誤差，都會造成汽車模具精度與質量的差異。因此，在數控汽車機械模具生產中要加強對精確度進行有效的控制，最大化地降低人為因素的失誤，避免不必要的操作引起的資源、能源等浪費情況，在生產過程中相關人員需要對汽車模具通過多次與反復的檢驗，依據檢驗結果對細節進行調整，從而確保模具的質量達標與合理。同時，遵循多試驗與多檢測等原則，進一步掌握汽車機械模具數控制造的要求與機床類型等相關信息，最大化地降低加工誤差提升其精確度［9］。

6 汽車模具數控加工技術實際案例

以汽車覆蓋件模具數控加工案例進行分析，對其加工工程進行研究，了解汽車覆蓋件模具加工的改進方法并對其進行總結。其中在拉延模數控加工中需要充分考慮凹模與凸模以及壓邊圈數控等內容，而其他技術在使用中均可以在銑床上完成或是技術人員自行編程完成。

例如，在進行凸模數控加工過程中需要考慮其各項性能要求；在凸模輪廓方面的數控加工，其中進給量參數為100 mm/min，主軸參數400 r/min，對加工各方面進行落實，體現在：a.防止型面加工過程中曲面余量突然上升等情況，不然會導致刀具受力受損；b.針對曲面使用大刀具不能切除的交界余量的問題，使用小刀具對其處理，從而來滿足產品精度的要求。

經分析可發現，在實際模具數控加工中最重要的就是對現有的模具圖進行細化分析，并全面了解設計圖的用意，科學合理地應用數控加工技術，從而來滿足加工方案中的各項要求，這樣既可以提升數控加工質量，又可以避免大規模的返修，這對汽車模具數控加工技術的發展具有十分重要的意義。

7 結語

數控加工技術在汽車機械模具制造中的應用是對傳統技術的突破，也是對傳統技術的改革與創新。數控加工技術的應用不但可以提升汽車模具的生產質量，還能提升產品的生產效率，從而確保汽車行業的經濟效益、社會效益等協同發展。同時，在數控加工中，由編程至加工的整體生產流程需要嚴格按照相應的操作與規范執行。由此可知，科學合理地應用數控技術是促進企業和諧穩定發展的重要前提。

參考文獻：

[1]羅蓓，劉丹，黃榮，等.數控加工技術在機械模具制造中的應用研究[J].現代工業經濟和信息化，2022，12（10）：72-74.

[2]張翔.數控加工技術在機械模具制造中的應用[J].南方農機，2022，53（2）：131-133.

[3]曹偉.數控加工技術在機械模具制造中的應用研究[J].時代汽車，2022（1）：158-159.

[4]張軼群，張伊波.數控加工技術在汽車機械模具加工制造中的應用[J].內燃機與配件，2021（23）：82-83.

[5]林凱.數控加工技術在機械模具制造中的應用分析[J].造紙裝備及材料，2021，50（10）：76-77.

[6]韓雪.數控加工技術在機械模具制造中的應用[J].內燃機與配件，2021（17）：76-78.

[7]宋慧.數控加工技術在機械模具制造中的應用分析[J].內燃機與配件，2021（14）：81-82.

[8]陳文升，王琳，陳文娟，等.數控加工技術在機械模具制造中的應用[J].內燃機與配件，2021（13）：73-74.

[9]黎成輝.數控加工技術在機械模具制造中的應用——評《機械及數控加工知識與技能訓練》[J].現代雷達，2021，43（4）：106.

作者簡介：

鄧萍華，男，1973年生，講師，工程師，研究方向為機電類專業教學、智能制造技術。