機械模具數(shù)控加工制造技術(shù)研究

程亞坤 張夢波

【摘?要】模具機械是用來成型物品的工具，這種工具有各種零件構(gòu)成，不同的模具由不同的零件構(gòu)成。機械模具是機械加工制造最基本的專用工具，具有種類繁多、樣式復(fù)雜的特點。在加工制造行業(yè)中，大規(guī)模生產(chǎn)必須使用機械模具。機械模具作為生產(chǎn)、加工和制造的基礎(chǔ)，對質(zhì)量的要求較高，包括精度、抗壓強度等主要參數(shù)。因此，專業(yè)技術(shù)人員必須提升機械模具的科學(xué)研究水平，并根據(jù)市場的變化綜合考慮各種要求。數(shù)控加工技術(shù)完善了生產(chǎn)、加工和設(shè)計的智能化應(yīng)用，機械設(shè)備可以執(zhí)行大量工作，提升產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本，提升生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)階段，數(shù)控加工制造技術(shù)已與機械模具加工制造深度融合并廣泛應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】機械模具;數(shù)控加工制造技術(shù)

引言

對于數(shù)控加工技術(shù)來說，具體指的就是以數(shù)字化系統(tǒng)對機械設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)方面的操作，而從機械模具制造的角度進(jìn)行分析，現(xiàn)如今隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的快速提升，模具市場的發(fā)展前景也越來越廣闊，從而使磨具的更新?lián)Q代速度越來越快，但是模具生產(chǎn)廠家的數(shù)量卻十分有限，在這種情況下必須要進(jìn)一步提高數(shù)控加工技術(shù)在機械模具制造中的應(yīng)用范圍，通過提高數(shù)控加工技術(shù)水平，進(jìn)一步提高機械模具制造和生產(chǎn)水平，從而促進(jìn)我國機械模具制造產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1機械模具制造中數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的特性

首先是獨特性。不同機械模具在結(jié)構(gòu)方面存在著一定的差異，通常情況下模具的制造與生產(chǎn)均是一次生產(chǎn)出來的，基本上不會出現(xiàn)二次開模的情況，因此在機械模具的制造過程中，必須要嚴(yán)格把控數(shù)控編程的精確性，這也是整個生產(chǎn)過程中非常關(guān)鍵的內(nèi)容。而對于一些工藝比較復(fù)雜或加工流程比較繁雜的模具，可以將自動化機械編程軟件作為載體，再由技術(shù)人員對其加以調(diào)整，這樣一來就可以提高機械模具制造的質(zhì)量。其次是高精準(zhǔn)要求。機械模具的制造與加工，必須要達(dá)到高精準(zhǔn)的要求，全面控制加工過程中可能會出現(xiàn)的偏差，確保成型后的模具可以符合標(biāo)準(zhǔn)要求。通常情況下，機械模具的標(biāo)準(zhǔn)誤差應(yīng)控制在1/5～1/10的范圍內(nèi)，而在產(chǎn)品的結(jié)合位置，也要進(jìn)一步提高對精確度的要求，只要保證生產(chǎn)的模具可以達(dá)到精確度的標(biāo)準(zhǔn)，才可以確保新型產(chǎn)品的整體水平與質(zhì)量符合市場要求。

2機械模具數(shù)控加工制造技術(shù)的應(yīng)用

2.1數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于機械加工設(shè)備

數(shù)控技術(shù)的應(yīng)用離不開機械，正是有了機械操作才能夠?qū)?shù)控的指令完成。在傳統(tǒng)生產(chǎn)中，機械相關(guān)設(shè)備容易受到環(huán)境、設(shè)計和磨損等因素的影響，從而降低機械是使用壽命。在這個過程中，一旦機械出現(xiàn)故障，就容易影響加工產(chǎn)品的整體質(zhì)量，使得企業(yè)遭受巨大的損失。而數(shù)控技術(shù)的出現(xiàn)能夠有效解決這一問題，保證機械在生產(chǎn)過程中安全性和高效性，避免由于機械故障造成的重大損失。且數(shù)控技術(shù)在生產(chǎn)技術(shù)中出現(xiàn)故障的可能性比較小，這也在一定程度上保證了企業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量。在數(shù)控技術(shù)下，一旦機械發(fā)生故障，該故障就會通過代碼的形式直接反饋到數(shù)控操作系統(tǒng)，實現(xiàn)故障的有效診斷和維修。對于一些小故障，系統(tǒng)還能夠進(jìn)行自我修復(fù)。這樣既避免了人力的麻煩，又節(jié)省了時間，提高了生產(chǎn)效率。此外，在生產(chǎn)過程中，編程設(shè)計人員可以將編制的程序提前置入數(shù)控系統(tǒng)中，這樣可以有效根據(jù)生產(chǎn)需要，及時調(diào)整相關(guān)操作，實現(xiàn)企業(yè)高效化生產(chǎn)。

2.2利用數(shù)控加工技術(shù)完成機械模具的數(shù)控編程

將數(shù)控加工技術(shù)完全運用到機械模具制造過程離不開科學(xué)的編碼程序，而且機械模具制造的柔性特征直接增加了編程工作量，機械模具程序的科學(xué)合理性直接影響模具的使用效果。傳統(tǒng)模具使用的G代碼已經(jīng)不能滿足數(shù)控加工技術(shù)下復(fù)雜難言的刀具運行路線，取而代之的是更具靈活性的CAM編程軟件，并且得到了廣泛的推廣使用。CAM相對傳統(tǒng)的編程軟件只能簡短的編程不同，能夠進(jìn)行較為復(fù)雜的人機交互，可以幫助人工提取模具制造過程中的不利因素，進(jìn)而提升模具制造效率;CAM將模具的幾何特征作為參考，借助電子信息化技術(shù)快速生成模具相應(yīng)編碼;將模具的材料特征與幾何參數(shù)等逐次輸入電腦，可形成相應(yīng)的要求列表，模具生產(chǎn)人員根據(jù)列表要求確定模具生產(chǎn)過程中使用的機床與刀具種類，進(jìn)而確定行刀路線等。進(jìn)行模具的工藝設(shè)計后，經(jīng)過軟件的自動生成，然后，選擇相應(yīng)的工具與制作過程，降低了人工編碼可能發(fā)生失誤的可能性。

2.3優(yōu)化加工程序來提升機械模具制造質(zhì)量及效率

數(shù)控加工很突出的一個特點就是在保證模具精度與表面粗糙度的前提下，以最短的路線對模具進(jìn)行加工，通過減少空行程時間來提高模具的加工效率，這種加工方式不但能節(jié)省整體的模具制造時間，還能降低不必要的刀具損耗，更符合企業(yè)的利益所在。比如，在對模具編制加工程序時，會有一個“回零”操作，在執(zhí)行“回零”操作時，要注意前后兩刀之間的距離，要使其盡量短，為零最好，合理安排回零路線，滿足所有進(jìn)刀路線最短的要求。其他的如巧用起刀點、巧設(shè)換刀點、特殊進(jìn)給路線等都可以適當(dāng)?shù)乜s短進(jìn)給路線，通過這種方式來提升模具制造效率，數(shù)控加工技術(shù)其他的比如通過簡化數(shù)值計算來簡化加工程序、對重復(fù)的程序使用子程序等都可以適當(dāng)?shù)靥嵘＞呒庸ば逝c質(zhì)量，使模具加工程序得到優(yōu)化，促進(jìn)企業(yè)效益進(jìn)一步擴(kuò)大。

2.4數(shù)控銑削加工技術(shù)

從傳統(tǒng)工藝的角度分析，在針對凹凸模具或曲面零件的加工過程中，仍然存在部分技術(shù)問題，因此相關(guān)人員針對這種現(xiàn)象展開全面且深入的探究。通過深入的研究，數(shù)控銑削加工技術(shù)應(yīng)運而生，并廣泛應(yīng)用與凹凸模具與曲面零件的生產(chǎn)加工過程中。數(shù)控銑削加工技術(shù)不僅可以針對凹凸模具或曲面零件的生產(chǎn)加工，而且對部分外觀較為復(fù)雜的零部件也可進(jìn)行深度加工，尤其是零部件形狀輪廓的精細(xì)加工。

結(jié)語

我國的綜合實力和現(xiàn)代科技水平不斷提高，極大地促進(jìn)了我國工業(yè)生產(chǎn)行業(yè)和機械制造領(lǐng)域的高速發(fā)展。在機械制造領(lǐng)域，數(shù)控加工技術(shù)可以極大地提高機械模具加工制造的產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)效率。這就要求相關(guān)技術(shù)人員必須深化數(shù)控加工技術(shù)的科學(xué)研究，不斷提升技術(shù)水平，完善加工方式，最大程度地降低機械零件生產(chǎn)加工過程中出現(xiàn)的誤差頻率，提高機械零件生產(chǎn)加工的效率和精度。此外，在數(shù)控加工技術(shù)未來發(fā)展過程中，相關(guān)技術(shù)人員還需要密切結(jié)合數(shù)控加工的實際應(yīng)用情況，不斷推動數(shù)控加工技術(shù)朝高效化、高精度、柔韌性以及智能化方向發(fā)展，以此來推動我國機械制造業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

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（作者單位：河南工學(xué)院?材料科學(xué)與工程學(xué)院）