現(xiàn)代模具數(shù)控加工技術(shù)研究分析

馬陽(yáng)

摘要：模具加工對(duì)零件的準(zhǔn)確度要求非常高，而且在制造過(guò)程中選擇加工材料也是相當(dāng)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)?。隨著模具的大批量生產(chǎn)，模具加工制造需要先進(jìn)的技術(shù)支持和完善的工藝。在現(xiàn)階段，將模具加工與數(shù)控技術(shù)相結(jié)合，不僅能彌補(bǔ)模具加工制造所具有的缺陷，而且極大程度地解決了模具大批量生產(chǎn)的困難，提升了模具加工制造的工作效率，增加了模具加工制造的經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：現(xiàn)代模具;數(shù)控加工;技術(shù)

模具工業(yè)是國(guó)家工業(yè)發(fā)展的基石，為制造加工業(yè)提供了工藝裝備，同時(shí)支撐了國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。以模具為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行再加工制造，生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品價(jià)值將遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出模具本身。

隨著社會(huì)科技技術(shù)的不斷進(jìn)步，計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)的興起，為模具加工制造實(shí)現(xiàn)規(guī)?；?、自動(dòng)化提供了可能。數(shù)字控制技術(shù)是利用數(shù)字信號(hào)對(duì)工藝加工過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)控制的一種先進(jìn)技術(shù)。本文通過(guò)闡述了模具加工和數(shù)字控制技術(shù)的特點(diǎn)，分析了將兩者結(jié)合的優(yōu)勢(shì)及其在工業(yè)制造中的應(yīng)用。

1.模具數(shù)控加工制造工業(yè)的發(fā)展過(guò)程

我國(guó)模具工業(yè)是從上世紀(jì)七十年代末發(fā)展起來(lái)的，大致經(jīng)歷了三個(gè)階段：

第一階段是1978年到1990年，是模具工業(yè)起步初期。在這一時(shí)期，我國(guó)的模具加工制造的核心硬件主要是靠進(jìn)口，從國(guó)外引進(jìn)，然后再重新加工制造，加快了國(guó)內(nèi)模具加工業(yè)的發(fā)展。但是，只是引進(jìn)國(guó)外的器件，并沒有實(shí)質(zhì)性地學(xué)習(xí)其中的制造技術(shù)，使得模具數(shù)控加工制造并沒有得到真正的提升。

第二階段是1990年到這個(gè)世紀(jì)初，國(guó)內(nèi)的模具數(shù)控加工制造工藝達(dá)到了穩(wěn)定狀態(tài)。由于數(shù)控機(jī)床的加入，使得過(guò)去不能生產(chǎn)的復(fù)雜模具零件，現(xiàn)在能夠通過(guò)數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)，整個(gè)模具制造的裝備水平有較大的提升。但是，數(shù)控機(jī)床的控制系統(tǒng)仍是依靠國(guó)外進(jìn)口，國(guó)內(nèi)的高成本、低性能器件不能滿足需求，因此，當(dāng)時(shí)我國(guó)的模具數(shù)控加工受到了技術(shù)限制。

直到2000年后，即模具數(shù)控加工發(fā)展的第三個(gè)階段，快速發(fā)展時(shí)期。在短短的十幾年，我國(guó)已經(jīng)掌握了自主研發(fā)先進(jìn)數(shù)控系統(tǒng)的核心技術(shù)。正是數(shù)控技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使得國(guó)內(nèi)的模具加工制造開創(chuàng)了新領(lǐng)域。盡管目前的模具數(shù)控技術(shù)與發(fā)達(dá)國(guó)家仍存在差距，但是通過(guò)不斷努力，我國(guó)的模具數(shù)控加工技術(shù)將會(huì)取得更大的發(fā)展。

2.模具數(shù)控加工技術(shù)

2.1模具加工制造的要求

模具并不是產(chǎn)業(yè)制造的最終產(chǎn)品，它是新產(chǎn)品的基礎(chǔ)。模具的加工制造是隨著新產(chǎn)品的變動(dòng)而變動(dòng)，具有隨機(jī)性。因此，模具加工要求設(shè)計(jì)制造的周期短，速度快，而且模具加工的工作員工必須具備扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)來(lái)應(yīng)對(duì)產(chǎn)品開發(fā)的大變動(dòng)。模具加工制造過(guò)程中其結(jié)構(gòu)是不固定的，需要根據(jù)最終產(chǎn)品的形狀和要素進(jìn)行不斷的更改和試模，從而完成新產(chǎn)品模具的制造。而且在設(shè)計(jì)模具時(shí)，應(yīng)具有創(chuàng)造性，保證模具能夠高度地符合新產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和形狀。模具加工制造要求高精確度，進(jìn)而減小模具與新產(chǎn)品之間的加工誤差。影響模具高精確度的因素之一就是模具表面的光潔度，具有一定光潔度的表面能夠保證熔體在與模具進(jìn)行再加工時(shí)能夠均勻分布，同時(shí)有助于注塑和壓鑄模具。

2.2數(shù)控技術(shù)

首先，數(shù)控加工技術(shù)具有良好的工藝加工效率。數(shù)控加工是一種數(shù)字化控制過(guò)程，整個(gè)加工生產(chǎn)過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，因此，加工流程具有高速的工作效率。與傳統(tǒng)的制造工藝相比，數(shù)控技術(shù)不僅能保證模具加工制造的質(zhì)量，更能縮短工藝的生產(chǎn)時(shí)間，使得企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益。

其次，數(shù)控加工技術(shù)極大程度地提高了模具加工的質(zhì)量。數(shù)控加工技術(shù)的核心是其集成了大量的高科技裝置，包括機(jī)床和控制軟件等，能夠確保產(chǎn)品的準(zhǔn)確性以及穩(wěn)定性。

2.3模具數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

由于模具為單件加工，因此需要不斷重新設(shè)計(jì)制造，而數(shù)控加工技術(shù)強(qiáng)大的編程能力正好能夠滿足這一需求，不過(guò)要求模具加工人員具有較高的技術(shù)知識(shí)。模具加工過(guò)程中需要的工具很多，工作量非常大。傳統(tǒng)的模具加工只有靠人工進(jìn)行裝配，效率極低。采用模具數(shù)控加工技術(shù)對(duì)所有結(jié)構(gòu)部件進(jìn)行自動(dòng)成形，既能保證模架、鑲塊、電極等部件順利成形，還能提高工作效率。在模具加工過(guò)程中精確度的提高是其重要環(huán)節(jié)。一方面，模具部件的安裝應(yīng)一步到位，合理排序，選擇恰當(dāng)?shù)牡毒?，避免多工序安裝，這樣能夠減少定位誤差。另一方面，模具的加工腔型表面需要達(dá)到足夠的精確度。由于型腔面決定了新產(chǎn)品的外觀，因此采用模具數(shù)控加工技術(shù)使得整個(gè)過(guò)程中減少或避免了使用鉗工和手工修正拋光工作，提高了模具的精確度。模具加工材料通常都是很硬的鋼材，硬度非常大，能達(dá)到52-58HRC。因此，采用數(shù)控加工技術(shù)時(shí)要選擇更高硬度的加工工具，同時(shí)利用數(shù)控的高速優(yōu)勢(shì)來(lái)進(jìn)行加工，這樣對(duì)加工材料損耗有很大程度的減弱。

3.模具數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用

模具數(shù)控加工是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行模具零件的加工。模具數(shù)控加工技術(shù)主要包括計(jì)算機(jī)制造技術(shù)、信息處理技術(shù)以及機(jī)械制造技術(shù)等。

3.1數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)

數(shù)控機(jī)械加工技術(shù)包括車削和銑銷加工技術(shù)，這兩種數(shù)控加工技術(shù)使得模具加工制造工藝具備高速切削能力。其中，車削主要用于標(biāo)準(zhǔn)模具的加工，如頂尖、導(dǎo)柱等各種桿類零件;而銑銷加工多用于各種復(fù)雜曲面的加工，對(duì)平面、孔的加工應(yīng)用也是十分廣泛的。

3.2模具數(shù)控電加工技術(shù)

模具數(shù)控電加工技術(shù)主要指電火花線切割數(shù)控技術(shù)。高速切割是模具加工產(chǎn)業(yè)中最有效的手段，它的優(yōu)勢(shì)在于能夠加速排屑，減少機(jī)床振動(dòng)。電火花加工主要用于復(fù)雜形狀和特殊材料模具的加工，對(duì)于型腔及帶異形槽的模具有很好的切割效果;線切割主要用于直壁模具的加工，比如電極、模具中的凹凸模等，應(yīng)用廣泛。

3.3其他模具數(shù)控加工技術(shù)

隨著模具加工制造產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，數(shù)控技術(shù)不斷創(chuàng)新，目前比較先進(jìn)的模具數(shù)控加工技術(shù)結(jié)合了光能、超聲波等新技術(shù)，擴(kuò)展了數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用范圍。新的工藝和方法，使得模具的加工制造更加高效，產(chǎn)品質(zhì)量也有所提高。現(xiàn)在，大多數(shù)相關(guān)企業(yè)，都采用數(shù)控技術(shù)來(lái)進(jìn)行模具的加工制造，增強(qiáng)了企業(yè)的先進(jìn)性。

4.模具數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展方向

未來(lái)的模具數(shù)控加工技術(shù)會(huì)伴隨科技的進(jìn)步，不斷深化，其發(fā)展趨勢(shì)包括兩個(gè)方面：

一方面，模具數(shù)控加工工藝將會(huì)具有更快的速度。由于模具加工工藝采用數(shù)控技術(shù)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制過(guò)程，通過(guò)不斷優(yōu)化主軸轉(zhuǎn)速及分辨率，由主軸轉(zhuǎn)速帶動(dòng)模具加工速度，可有效提高模具加工的效率。

另一方面，模具數(shù)控加工工藝將向著更高的準(zhǔn)確性發(fā)展。數(shù)控是由計(jì)算機(jī)控制整個(gè)設(shè)備的運(yùn)行，改進(jìn)系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，根據(jù)產(chǎn)品的需要，可以準(zhǔn)確地完成模具的設(shè)計(jì)與制造，提升了模具數(shù)控加工業(yè)的可靠性。

5.總結(jié)

隨著模具加工生產(chǎn)工藝在國(guó)內(nèi)廣泛應(yīng)用，提升模具加工制造技術(shù)能夠大力推動(dòng)整個(gè)國(guó)家的工業(yè)發(fā)展。數(shù)控技術(shù)是目前模具加工制造產(chǎn)業(yè)中較為先進(jìn)的控制技術(shù)。將數(shù)控技術(shù)運(yùn)用到模具加工中確保了模具生產(chǎn)效率以及產(chǎn)品的質(zhì)量，能夠隨時(shí)處理模具生產(chǎn)過(guò)程的不固定因素，迅速應(yīng)對(duì)并進(jìn)行改進(jìn)。在當(dāng)前模具的制造越來(lái)越復(fù)雜，精度要求越來(lái)越高的形勢(shì)下，模具數(shù)控加工技術(shù)代替普通機(jī)床加工是整個(gè)制造工業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)。本文通過(guò)分析模具數(shù)控技工技術(shù)的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)，并對(duì)模具數(shù)控技術(shù)的發(fā)展方向作了概括，為今后的工藝優(yōu)化提供科學(xué)的理論依據(jù)。

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