機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)及應(yīng)用探索

楊 鋒，王建軍，侯巧紅，胡麗華

（1.河北機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，河北 邢臺(tái) 054000；2.河北省高校金屬材料加工與數(shù)字化成型應(yīng)用技術(shù)研發(fā)中心，河北 邢臺(tái) 054000）

1 機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)的要求

在機(jī)械模具生產(chǎn)制造應(yīng)用數(shù)控加工制造技術(shù)，必須要明確生產(chǎn)產(chǎn)品的基本特征，加強(qiáng)產(chǎn)品誤差控制，掌握不確定因素，提高模具生產(chǎn)精度與效率。

1.1 明確產(chǎn)品基本特征

通常情況下，模具制造是單個(gè)零件的制造。因此，每個(gè)模具都有自己的結(jié)構(gòu)類(lèi)型，這反映在特定的加工過(guò)程中，不會(huì)造成模具開(kāi)模的情況出現(xiàn)。將數(shù)控加工技術(shù)用于機(jī)械模具生產(chǎn)，必須對(duì)車(chē)床編程和數(shù)控車(chē)床操作執(zhí)行嚴(yán)格的規(guī)定。如果生產(chǎn)加工的模具非常復(fù)雜，則必須使用其他軟件和機(jī)械設(shè)備模具數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行集成，并與機(jī)械設(shè)備模具的生產(chǎn)加工相配合。

1.2 加強(qiáng)誤差控制

在區(qū)分模具質(zhì)量時(shí)，精度是特別關(guān)鍵的指標(biāo)值。因此，在模具制造的過(guò)程中，必須將誤差值控制在最小范圍內(nèi)，并且將誤差值減小到最大程度。在使用機(jī)械設(shè)備模具數(shù)控車(chē)床加工生產(chǎn)技術(shù)時(shí)，生產(chǎn)人員必須對(duì)其實(shí)際操作和個(gè)人行為執(zhí)行嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)，否則一旦出現(xiàn)操作錯(cuò)誤，將導(dǎo)致模具生產(chǎn)過(guò)程中存在誤差值，不能保證模具的制造質(zhì)量。模具的內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，生產(chǎn)加工往往存在不到位的狀況。必須合理地保證模具制造的質(zhì)量，減少誤差值[1]。

1.3 掌握不確定因素

在模具設(shè)計(jì)過(guò)程中，不是更好地生產(chǎn)最終的產(chǎn)品零部件，而是在原始基礎(chǔ)上進(jìn)行模具的進(jìn)一步設(shè)計(jì)、改進(jìn)優(yōu)化。因此，模具的加工時(shí)間和數(shù)量都有很多可變性，對(duì)設(shè)計(jì)制造人員提出了很高要求。

2 機(jī)械模具制造中數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

在機(jī)械模具制造過(guò)程中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)，既能提升模具的標(biāo)準(zhǔn)化程度，又能夠提高模具的精準(zhǔn)度，還可以全面增強(qiáng)加工自動(dòng)化水平。所以，將數(shù)控加工技術(shù)融入機(jī)械模具制造中，對(duì)模具的生產(chǎn)與加工具有重要作用，在提升生產(chǎn)質(zhì)量的同時(shí)，也保證了企業(yè)高效、可持續(xù)發(fā)展。

2.1 提升模具標(biāo)準(zhǔn)化程度

在模具加工中，不同類(lèi)型的模具在結(jié)構(gòu)特征、方法和材料方面存在很大差異。其中，結(jié)構(gòu)形式的差異更為重要。在模具加工中，必須嚴(yán)格遵守有關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，有效地進(jìn)行制造工作。將數(shù)控車(chē)床加工與模具制造有機(jī)融合，對(duì)于模具標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。采用數(shù)控加工技術(shù)，根據(jù)自動(dòng)編程的方法，將模具加工的相關(guān)參數(shù)輸入計(jì)算機(jī)中，生成固定的程序流程，在控制系統(tǒng)下使模具加工工作實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)。由于每個(gè)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)和工作條件都是在固定環(huán)境中，因此，可以確保模具的標(biāo)準(zhǔn)化，并確保所制造的模具符合質(zhì)量規(guī)定[2]。

2.2 提高模具精準(zhǔn)度

在模具加工中，對(duì)精度的要求很高。模具加工領(lǐng)域規(guī)定模具的尺寸公差不得超過(guò)1/5 至1/10 的范圍，尤其是對(duì)于熔融了模具的零件，其精度要求更高。傳統(tǒng)的模具加工，由于生產(chǎn)技術(shù)和方法相對(duì)落后，不可避免地會(huì)存在偏差，導(dǎo)致精度不足。因此，在模具加工中應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)對(duì)提高模具精度具有重要作用。數(shù)控加工技術(shù)可以根據(jù)主要參數(shù)和程序流程設(shè)置來(lái)控制生產(chǎn)步驟，以確保模具可以準(zhǔn)確地成型，減少并防止偏差的出現(xiàn)，從而為產(chǎn)品質(zhì)量提供了更有力保證。

2.3 提高加工自動(dòng)化水平

由于數(shù)控加工技術(shù)使用技術(shù)操控全過(guò)程，因此，在人力資源應(yīng)用中，它可以減少大量人工成本，并減少由于人為錯(cuò)誤而造成的公司經(jīng)濟(jì)損失。數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用可以依靠電子信息技術(shù)對(duì)機(jī)械模具進(jìn)行智能化、實(shí)用化操作。采用并行生產(chǎn)加工方式，減輕了工人工作量，可為今后模具生產(chǎn)加工提供借鑒。

3 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的加工技術(shù)

數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中應(yīng)用的主要技術(shù)有數(shù)控車(chē)削加工技術(shù)、數(shù)控銑削加工技術(shù)以及數(shù)控電火花加工技術(shù)。三種不同技術(shù)的相互融合可以對(duì)機(jī)械模具的生產(chǎn)加工產(chǎn)生重要作用，進(jìn)而確保機(jī)械模具制造生產(chǎn)的質(zhì)量與精度。

3.1 數(shù)控車(chē)削加工技術(shù)的應(yīng)用

在模具加工中，在制造后軸標(biāo)準(zhǔn)件時(shí)，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)的關(guān)鍵是數(shù)控機(jī)床車(chē)削生產(chǎn)加工技術(shù)，以完成不同形狀的旋轉(zhuǎn)體、桿零件和其他模具的制造。旋轉(zhuǎn)體模具加工一般包括軸類(lèi)零件、注塑實(shí)體模型、盆形實(shí)體模型、瓶形實(shí)體模型等。根據(jù)數(shù)控車(chē)削生產(chǎn)加工技術(shù)，模具加工精度可以改善。在數(shù)控車(chē)削生產(chǎn)和加工技術(shù)方面，平面生產(chǎn)加工通常更簡(jiǎn)單，并且非常易于操作。因此，在操作過(guò)程中，使用數(shù)控車(chē)削生產(chǎn)加工技術(shù)一般只在模具內(nèi)進(jìn)行平面加工的一部分工作。利用數(shù)控車(chē)削生產(chǎn)加工技術(shù)進(jìn)行模具加工，主要是對(duì)一部分零件進(jìn)行生產(chǎn)加工，然后根據(jù)實(shí)際需要，配合其他數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行整體模具生產(chǎn)[3]。

3.2 數(shù)控銑削加工技術(shù)的應(yīng)用

在模具加工中，對(duì)于斜面模具、凹凸模具一般采用數(shù)控加工技術(shù)中的數(shù)控銑削加工技術(shù)。應(yīng)用數(shù)控銑削加工技術(shù)，對(duì)于復(fù)雜的輪廓外觀設(shè)計(jì)，還可以考慮精加工的要求，這在斜模具生產(chǎn)制造中較為普遍。例如，當(dāng)進(jìn)行模具加工時(shí)應(yīng)用數(shù)控銑削加工技術(shù)，選擇電動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)加工方法，既可以產(chǎn)生火花放電，也可以更好地滿足生產(chǎn)加工需求。在機(jī)械加工制造業(yè)中，應(yīng)用數(shù)控銑削加工技術(shù)在模具制造行業(yè)中十分普遍。

3.3 數(shù)控電火花加工技術(shù)的應(yīng)用

作為數(shù)控車(chē)床加工技術(shù)關(guān)鍵部分的數(shù)控電火花加工技術(shù)在模具加工發(fā)揮著重要作用。使用這種技術(shù)加工模具，可以很好地滿足模具快速成型技術(shù)的需求。與編程方法相比，數(shù)控電火花技術(shù)的生產(chǎn)加工手段相對(duì)較低。模具加工中遇到的線切割狀況一般是用直壁模具制作的，例如在沖壓模具的生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)凹凸模具的制作，或者數(shù)控電火花加工技術(shù)中應(yīng)用電極等。在模具加工中根據(jù)電極水平的操作技術(shù)，使用數(shù)控電火花加工技術(shù)，可以得出實(shí)際的技術(shù)效果，以確保加工流程的直線平整化。擴(kuò)寬數(shù)控電火花加工技術(shù)的研究范圍，可以進(jìn)一步提高加工技術(shù)的技術(shù)強(qiáng)度，從而可以進(jìn)一步提高模具加工的精度和質(zhì)量[4]。

4 數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用探索

隨著科技的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)可以應(yīng)用于許多行業(yè)。例如，汽車(chē)加工制造行業(yè)、采煤機(jī)械制造行業(yè)、機(jī)器人制造行業(yè)等多種制造加工領(lǐng)域。數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)一步推動(dòng)了我國(guó)工業(yè)發(fā)展，為我國(guó)工業(yè)信息化奠定了基礎(chǔ)理論和實(shí)踐活動(dòng)。

4.1 數(shù)控加工技術(shù)在汽車(chē)工業(yè)中的應(yīng)用

傳統(tǒng)汽車(chē)工業(yè)通常追求經(jīng)濟(jì)效益和工業(yè)規(guī)模。在這個(gè)階段，社會(huì)發(fā)展顯然對(duì)汽車(chē)功能提出了更高的要求，汽車(chē)總體性能要好，零部件精度準(zhǔn)確。因此，在當(dāng)今時(shí)代，必須加強(qiáng)數(shù)控加工技術(shù)的合理應(yīng)用。數(shù)控加工技術(shù)可以促進(jìn)汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)向規(guī)模化、個(gè)性化和效率化方向發(fā)展。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)可以快速加工汽缸、曲軸等其他零部件。此外，在沖壓、噴涂和電焊的過(guò)程中也應(yīng)加強(qiáng)數(shù)控的應(yīng)用。工作人員必須將諸多要素（如工業(yè)機(jī)械手和數(shù)控）集成到計(jì)算機(jī)中，以完成靈活地制造，并提高工作質(zhì)量和效率。

4.2 數(shù)控加工技術(shù)在采煤機(jī)械中的應(yīng)用

在煤礦機(jī)械設(shè)備制造的過(guò)程中，通常需要打開(kāi)物料并進(jìn)行毛坯生產(chǎn)和制造。在此過(guò)程中，靈活運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)，可以對(duì)加工技術(shù)的參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整，完成生產(chǎn)制造系統(tǒng)智能化，確保工作效率、制造質(zhì)量全面提高，還可以保證在沒(méi)有員工參與的情況下，各個(gè)方面的績(jī)效都有所提高，從而有效地降低了員工的風(fēng)險(xiǎn)因素。在采煤機(jī)浮動(dòng)油封結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)加工過(guò)程中，工作人員應(yīng)確保內(nèi)環(huán)線的突出表面和第二環(huán)道的凹面在密封環(huán)上的減少量相同。這一過(guò)程可以根據(jù)應(yīng)用數(shù)控氣割技術(shù)進(jìn)行控制，提高切割速度，確保生產(chǎn)精度。

4.3 機(jī)器人制造領(lǐng)域的應(yīng)用

數(shù)控加工技術(shù)已應(yīng)用于工業(yè)機(jī)器人的制造業(yè)。在此行業(yè)中，數(shù)控加工技術(shù)已經(jīng)取代了傳統(tǒng)的手動(dòng)操作，對(duì)工業(yè)機(jī)器人的制造方法模式產(chǎn)生了極大影響。數(shù)控加工技術(shù)通過(guò)模擬手工進(jìn)行實(shí)際操作，用設(shè)備代替人力，加強(qiáng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的緊密配合，數(shù)控加工技術(shù)在工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的應(yīng)用才是真正的工業(yè)信息化水平，這也意味著我國(guó)工業(yè)發(fā)展的大踏步邁進(jìn)，進(jìn)一步推動(dòng)了工業(yè)的發(fā)展，為我國(guó)實(shí)現(xiàn)全面工業(yè)信息化奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

5 機(jī)械加工技術(shù)中數(shù)控加工的應(yīng)用展望

在機(jī)械加工制造中，經(jīng)常會(huì)遇到數(shù)據(jù)測(cè)量和計(jì)算問(wèn)題。根據(jù)數(shù)控加工技術(shù)的編程可以合理地解決該問(wèn)題。應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)是對(duì)人力操控的巨大挑戰(zhàn)。如在制定施工圖等設(shè)計(jì)方案時(shí)，它比人工的操作更準(zhǔn)確，更有效。另外，還可以減少整個(gè)過(guò)程中的錯(cuò)誤計(jì)算。數(shù)控加工技術(shù)的使用有利于降低人工成本，促使加工過(guò)程中的瓶頸問(wèn)題得到妥善處理，從而提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)階段，盡管我國(guó)使用數(shù)控加工技術(shù)越來(lái)越普遍，但在經(jīng)濟(jì)持續(xù)發(fā)展趨勢(shì)下，人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的要求都更高，從而推動(dòng)了機(jī)械加工的要求持續(xù)上升。因此，有必要加強(qiáng)數(shù)控加工技術(shù)的基礎(chǔ)理論，運(yùn)用自主創(chuàng)新、不斷完善數(shù)控加工技術(shù)的核心理念，加強(qiáng)相關(guān)領(lǐng)域的服務(wù)項(xiàng)目，促進(jìn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

6 結(jié)束語(yǔ)

總而言之，科學(xué)使用數(shù)控加工技術(shù)不僅可以提升機(jī)械加工制造效率，還可以確保獲得優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品，從而確保公司的社會(huì)效益與經(jīng)濟(jì)效益相契合。鑒于此，要注重?cái)?shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)用，運(yùn)用數(shù)控加工技術(shù)來(lái)提升制造業(yè)的生產(chǎn)效率與質(zhì)量。