數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用

張 翔

（呂梁職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山西 呂梁 032300）

隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。因此，在我國大力推進(jìn)工業(yè)化發(fā)展的過程中，機(jī)械模具制造技術(shù)需要革新，以此不斷完善整個(gè)機(jī)械模具的制造流程。在提升機(jī)械加工的質(zhì)量和效率時(shí)，數(shù)控加工技術(shù)起到了很好的技術(shù)支撐作用，不但形成了創(chuàng)新發(fā)展的動(dòng)力來源，而且能穩(wěn)步提升我國機(jī)械制造行業(yè)的水準(zhǔn)，有利于我國機(jī)械制造取得實(shí)質(zhì)性的突破。所以將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用于機(jī)械模具生產(chǎn)中，以模具的工藝特點(diǎn)為應(yīng)用的核心目標(biāo)，以工作效率和質(zhì)量為應(yīng)用關(guān)鍵指標(biāo)時(shí)，才是進(jìn)一步優(yōu)化加工工序和數(shù)控程度的根本，有利于促進(jìn)機(jī)械加工領(lǐng)域又好又快發(fā)展。

1 數(shù)控加工技術(shù)的原理

數(shù)控加工技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程，主要是為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)越性，通過電腦對機(jī)械加工構(gòu)件實(shí)現(xiàn)精細(xì)化、精確化的加工管理，并由此來提升機(jī)械模具制造的智能化管理水平。在整個(gè)機(jī)械模具制造的前期，首先需要進(jìn)行程序編碼，以明確機(jī)械模具生產(chǎn)中所有構(gòu)件制造的規(guī)格條件，并在選定了合適的制造材料以后，再通過啟動(dòng)程序?qū)崿F(xiàn)整個(gè)機(jī)械模具生產(chǎn)的自動(dòng)制造。由于在整個(gè)機(jī)械模具生產(chǎn)和加工的流程中，數(shù)控加工技術(shù)系統(tǒng)會形成大量數(shù)據(jù)，能夠滿足精準(zhǔn)化的機(jī)械制造要求。因此，在柔性制造系統(tǒng)中發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，不但必須廣泛地獲取有關(guān)數(shù)據(jù)，還需要合理利用所依據(jù)的科學(xué)技術(shù)。此外，硬件部分主要是指機(jī)械模具生產(chǎn)加工的數(shù)控機(jī)床及其相應(yīng)的各種配套設(shè)備等，但是為了要發(fā)揮數(shù)字控制工藝技術(shù)的使用價(jià)值，不但要提高對數(shù)控車床安全操作的水平，還要保證整體投入成本較少。同時(shí)，在傳統(tǒng)機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用中，多名工作人員對機(jī)械進(jìn)行操作管理，以多人共同工作的形式來完成機(jī)械模具制造，主要是通過多人的相互配合而達(dá)到基本要求。但是通過應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)來實(shí)現(xiàn)機(jī)械模具的生產(chǎn)，可以有效降低人力投入量，還會在精細(xì)化的生產(chǎn)數(shù)據(jù)錄入流程中，同時(shí)進(jìn)行機(jī)械模具的生產(chǎn)數(shù)據(jù)錄入和數(shù)控機(jī)床傳感器的精細(xì)化運(yùn)作，并以此為依據(jù)傳感器對各種數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)智能化識別與生產(chǎn)，從而提升機(jī)械模具生產(chǎn)的智能化管理水平[1]。

2 機(jī)械模具數(shù)控加工的要求

2.1 明確產(chǎn)品特征

首先，在機(jī)械制造加工中，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行制造時(shí)，明確機(jī)械加工產(chǎn)品的特征，并在選擇與之相符的機(jī)械模具時(shí)，能夠?qū)崿F(xiàn)整體機(jī)械加工的精準(zhǔn)性。其次，在進(jìn)行加工制造生產(chǎn)過程中，模具最優(yōu)化的使用是避免重復(fù)開?，F(xiàn)象的發(fā)生，保證模具制造過程中產(chǎn)品質(zhì)量的提升。最后是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜的機(jī)械模具加工生產(chǎn)，應(yīng)當(dāng)在加工過程中借助機(jī)械軟件對機(jī)床進(jìn)行精細(xì)化控制，并根據(jù)其具體要求進(jìn)行機(jī)械加工時(shí)，數(shù)控編程應(yīng)結(jié)合機(jī)械模具產(chǎn)品相應(yīng)的數(shù)值，保證機(jī)械模具加工得以順利開展完成，并穩(wěn)步提升其制造水準(zhǔn)。

2.2 了解模具制造中的不確定性

首先，應(yīng)用數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行機(jī)械模具制造時(shí)，相關(guān)操作人員對模具的設(shè)計(jì)應(yīng)進(jìn)行充分了解，主要是了解模具型號、精度等，并在使用的前期及時(shí)發(fā)現(xiàn)模具本身的問題，找出問題產(chǎn)生的原因，有助于保證模具的應(yīng)用質(zhì)量。其次，模具制造過程中，模具的質(zhì)量直接影響模具產(chǎn)品的質(zhì)量，模具設(shè)計(jì)人員不僅需要具有良好的專業(yè)能力，還需要具備很好的適應(yīng)能力，針對生產(chǎn)過程中出現(xiàn)的問題，及時(shí)找出問題發(fā)生的原因，避免在長時(shí)間機(jī)械加工中造成模具本身出現(xiàn)難以恢復(fù)的問題。因此，觀察模具數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用情況，全方位了解模具制造中的不確定性，才能針對模具制造中的不確定因素進(jìn)行優(yōu)化并改進(jìn)[2]。

2.3 減少誤差率

首先，為了減少誤差的發(fā)生，將數(shù)控加工技術(shù)引入相應(yīng)的模具加工過程中，不僅重新定義了機(jī)械模具制造的標(biāo)準(zhǔn)及精度要求，還能最大化保證機(jī)械加工的質(zhì)量，以此為基礎(chǔ)提高模具的精度，最終形成減少模具加工誤差發(fā)生率的工作常態(tài)。其次，機(jī)械加工時(shí)制定操作人員的規(guī)范操作制度，有助于提高操作人員的數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用水平，確保其操作的規(guī)范性，從而在根本上減少誤差的發(fā)生，提升機(jī)械模具產(chǎn)品的質(zhì)量[3]。

2.4 規(guī)范機(jī)械的加工

機(jī)械數(shù)控模具加工所面臨的是內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜化的問題，導(dǎo)致經(jīng)常出現(xiàn)加工不到位、加工不規(guī)范等問題，增加了機(jī)械再加工的發(fā)生率，造成了機(jī)械加工成本的提高，由于基礎(chǔ)性的機(jī)械加工操作不當(dāng)，導(dǎo)致整個(gè)機(jī)械模具產(chǎn)品質(zhì)量不達(dá)標(biāo)，這與機(jī)械模具生產(chǎn)領(lǐng)域的可持續(xù)化發(fā)展目標(biāo)相背離。因此，在實(shí)際的機(jī)械加工過程中，提高機(jī)械操作的規(guī)范性是十分必要的，針對不同的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行加工時(shí)，應(yīng)采用最簡便的加工方法，提升整個(gè)加工過程的效率和質(zhì)量。此外，對特殊模具進(jìn)行加工時(shí)，選擇電火花進(jìn)行加工也是行之有效的，電火花加工方法具有的操作簡單優(yōu)勢，不僅能有效減少機(jī)床使用率，還能規(guī)范應(yīng)用到機(jī)械加工過程，以此提高機(jī)械模具加工的效率[4]。

3 數(shù)控加工技術(shù)類型

3.1 數(shù)控車削加工技術(shù)

車削工藝在數(shù)控工藝技術(shù)中的地位非常重要，但隨著車削工藝的使用范圍不斷地拓展，企業(yè)對于該工藝技術(shù)的在實(shí)際應(yīng)用中的要求也在逐漸增加，為此對各種類型的機(jī)械模具加工進(jìn)行了綜合分類研究之后，把數(shù)控車削工藝技術(shù)視為核心內(nèi)容，以促進(jìn)對機(jī)械模具加工及生產(chǎn)流程的整體優(yōu)化調(diào)度。例如，在對軸承類模具的生產(chǎn)過程中，就可以使用車削加工技術(shù)，充分發(fā)揮車削加工技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢，提高模具生產(chǎn)的效率。同時(shí)，由于工藝方式單一，若模具結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜則無法應(yīng)用車削加工技術(shù)。

3.2 電火花加工技術(shù)

在機(jī)械模具生產(chǎn)過程中應(yīng)用電火花加工技術(shù)時(shí)，主要是使用電火花形式對機(jī)械模具進(jìn)行切削與加熱。而電火花加熱方法由于具有快速性與便捷性，一直以來被推廣并應(yīng)用在機(jī)械模具生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域中。電火花加工技術(shù)一般可應(yīng)用于數(shù)控模具制造中，不僅能呈現(xiàn)出加工時(shí)間比較短的特點(diǎn)，也能夠保證模具制造的質(zhì)量。

4 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用

4.1 機(jī)械模具的工藝規(guī)劃

在機(jī)械模具制造過程中對機(jī)械模具生產(chǎn)進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)規(guī)劃，是提高生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)措施之一，也是為后續(xù)數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用在機(jī)械模具制造中實(shí)現(xiàn)信息化、智能編程制造奠定扎實(shí)的技術(shù)基礎(chǔ)。因此，針對加工技術(shù)的規(guī)劃工作應(yīng)側(cè)重于按照集中化的原則進(jìn)行，以從粗到細(xì)工藝手段為基準(zhǔn)開展機(jī)械加工。同時(shí)，在對模具產(chǎn)品一次裝夾內(nèi)的工序完成度進(jìn)行考察時(shí)，需要盡量保證模具實(shí)現(xiàn)一次性加工完成的目標(biāo)。由此，工作人員以高效的、高標(biāo)準(zhǔn)的工藝規(guī)劃進(jìn)行機(jī)械模具生產(chǎn)，有助于減少機(jī)械模具設(shè)施的使用磨損率。機(jī)械模具作為制造產(chǎn)品的重要工具，對于定位誤差的實(shí)際要求是較高的，這樣才能確保工作質(zhì)量提升。同時(shí)，企業(yè)必須對技術(shù)規(guī)劃標(biāo)準(zhǔn)作出明確的定位，這是有效減少各種機(jī)床之間偏差對模具造成危害的有效手段。所以當(dāng)企業(yè)在進(jìn)行平面的機(jī)械模具工藝時(shí)，在平面工藝完成后進(jìn)行孔的內(nèi)表面工藝的有序規(guī)劃，才會產(chǎn)生外表面良好的加工效果[5-6]。

4.2 機(jī)械模具的數(shù)控編程

機(jī)械模具數(shù)控編程加工技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)揮出的巨大作用是十分關(guān)鍵的，從多方面考慮機(jī)械模具的數(shù)控編程，有助于機(jī)械模具加工技術(shù)不斷優(yōu)化。首先，需要側(cè)重刀具的選擇，由于數(shù)控加工技術(shù)對刀具的要求很高，所以企業(yè)要對其高度重視。同時(shí)，機(jī)械零件的生產(chǎn)過程中，對數(shù)控銑削技術(shù)有著非常嚴(yán)格的要求。針對以上兩個(gè)方面的深入探究與實(shí)際體驗(yàn)，可以感受到如果在機(jī)械模具生產(chǎn)加工過程中，選用的加工刀具質(zhì)量與實(shí)際的生產(chǎn)要求不相符，將會導(dǎo)致加工產(chǎn)品的機(jī)械零部件質(zhì)量不能滿足要求。對于不合格的機(jī)械模具產(chǎn)品，反復(fù)的復(fù)工生產(chǎn)作業(yè)，不但會增加生產(chǎn)資金的重復(fù)使用，而且會造成制造時(shí)間的浪費(fèi)。因此，應(yīng)用加工信息技術(shù)進(jìn)行機(jī)械模具的數(shù)控編程生產(chǎn)工作時(shí)，要求技術(shù)人員提前把需要加工的零部件需求信息和標(biāo)準(zhǔn)記錄在數(shù)據(jù)庫中，通過科學(xué)技術(shù)支持下的數(shù)控操作系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的數(shù)控銑削工作。并且要結(jié)合相關(guān)的零件加工需求，選取相應(yīng)的刀具開展機(jī)械模具的制造工作，如此不但能夠更有效地保障零部件的制造質(zhì)量，還可以提升整個(gè)機(jī)械模具制造的工藝水準(zhǔn)。其次，需要從切削手段的生產(chǎn)角度考慮，因?yàn)樵跈C(jī)械數(shù)控加工生產(chǎn)過程中，切入與切出的手段要求和方法，是機(jī)械加工產(chǎn)品質(zhì)量提高的關(guān)鍵點(diǎn)之一，并具有很重要的影響力度。因此，在加工過程中，工作人員利用數(shù)控加工技術(shù)中的編程，提供多種手段的刀具切出和切入，并科學(xué)選取相對應(yīng)的切入和切出的手段是必要的。由此可見，為了提升機(jī)械模具加工產(chǎn)品品質(zhì)，必須根據(jù)具體情況調(diào)整加工過程，并以實(shí)際的機(jī)械加工材料和切削手段為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)對機(jī)械模具的數(shù)控編程的合理調(diào)配，促使整體的機(jī)械模具加工水平提升[7-8]。

4.3 機(jī)械模具的仿真驗(yàn)證

通過應(yīng)用先進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)，有效減少機(jī)械模具生產(chǎn)的失誤量，必須重視制造環(huán)境和技術(shù)人員作業(yè)方法等各種因素的影響。而在機(jī)械模具生產(chǎn)加工過程中，由于存在著不可避免的摩擦、過切等問題，所以必須精細(xì)化進(jìn)行機(jī)械模具生產(chǎn)作業(yè)。同時(shí)，在機(jī)械模具生產(chǎn)加工中，為了有效減小這種誤動(dòng)作所產(chǎn)生的巨大負(fù)面影響，需要高度重視對仿真試驗(yàn)的分析。因此，在模擬檢驗(yàn)工作中，以機(jī)械模具生產(chǎn)加工所處的環(huán)境為基本要求，對機(jī)械生產(chǎn)過程中的各種影響因素進(jìn)行分析，對生產(chǎn)加工的環(huán)境影響加以評價(jià)，可以結(jié)合適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量控制措施，來提高機(jī)械模具生產(chǎn)的質(zhì)量。此外，驗(yàn)證軟件中所使用的動(dòng)態(tài)圖形方式，不但可以展現(xiàn)出模擬試驗(yàn)的全過程，還便于研究人員就模擬和仿真試驗(yàn)中產(chǎn)生的模型進(jìn)行分類。這樣一來，通過動(dòng)態(tài)繪圖變化形式可以預(yù)先評估生產(chǎn)過程中各種因素對工藝狀態(tài)的影響，通過相對應(yīng)的整合與分析，準(zhǔn)確找出數(shù)控技術(shù)應(yīng)用中的缺陷，從而對數(shù)控技術(shù)中存在的問題進(jìn)行針對性改善，幫助解決了具體的機(jī)械模具生產(chǎn)問題，進(jìn)而提高了機(jī)械模具生產(chǎn)的整體技術(shù)水平[9]。

4.4 模具制造程序的優(yōu)化和發(fā)展

要使數(shù)控加工技術(shù)良好地應(yīng)用于機(jī)械模具生產(chǎn)中，在對模具進(jìn)行加工生產(chǎn)的過程中，需要對模具制造的程序進(jìn)行優(yōu)化，并且在對數(shù)控加工程序進(jìn)行性能提升時(shí)應(yīng)側(cè)重于數(shù)控程序技術(shù)質(zhì)量，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械模具制造的高水準(zhǔn)和高效率目標(biāo)。同時(shí)，相關(guān)數(shù)控技術(shù)人員應(yīng)對模具制造的質(zhì)量與數(shù)控加工技術(shù)的有效應(yīng)用的相互促進(jìn)關(guān)系進(jìn)行明確，確保數(shù)控技術(shù)更加高效且穩(wěn)定，從而在更高水平的生產(chǎn)中促進(jìn)機(jī)械模具品質(zhì)的提高，進(jìn)而提升機(jī)械模具制造的效益。由于在實(shí)際制造流程中，數(shù)控技術(shù)人員對數(shù)控技術(shù)實(shí)際應(yīng)用狀況進(jìn)行了調(diào)整，并有效地根據(jù)機(jī)械模具實(shí)際加工情況的具體需要進(jìn)行了數(shù)值運(yùn)算，所以數(shù)控技術(shù)實(shí)際應(yīng)用條件顯得更為寬泛，而在此機(jī)械模具制造的實(shí)際加工狀況下質(zhì)量才會取得實(shí)質(zhì)的飛躍?；跀?shù)控技術(shù)的編程優(yōu)勢，對機(jī)械模具制造業(yè)的主要問題進(jìn)行概括總結(jié)，才會充分發(fā)揮出數(shù)控加工技術(shù)編程優(yōu)化的優(yōu)勢，從而使得數(shù)控加工技術(shù)與機(jī)械模具制造業(yè)的發(fā)展相互契合[10]。

5 結(jié)束語

綜上，為了快速推進(jìn)我國機(jī)械模具加工行業(yè)的發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)的合理應(yīng)用以及模具制造的高標(biāo)準(zhǔn)要求，都將是模具制造領(lǐng)域需要突破的重點(diǎn)，如此才能實(shí)現(xiàn)模具生產(chǎn)的精度與效率的提高。因此，針對相關(guān)機(jī)械模具生產(chǎn)企業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展趨勢，必須高度關(guān)注數(shù)控加工技術(shù)，側(cè)重引進(jìn)和應(yīng)用先進(jìn)的數(shù)控技術(shù)，加速產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，使科學(xué)技術(shù)被最大限度地應(yīng)用并發(fā)揮出最優(yōu)化的效果。因此，利用數(shù)字信息系統(tǒng)，能夠展現(xiàn)出集中化、信息化的應(yīng)用優(yōu)勢，有助于拓寬數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用前景。