机械模具数控加工制造技术分析

2016-03-01林朝阳

橡塑技术与装备 2016年10期

关键词：数控铣数控机床模具

林朝阳

（东莞理工学院机械工程学院，广东东莞 523808）

机械模具数控加工制造技术分析

林朝阳

（东莞理工学院机械工程学院，广东东莞 523808）

文章首先简要阐述了数控加工技术的优势，在此基础上对数控加工技术在机械模具制造中的具体应用进行分析，在模具加工制造中，机械模具制造加工技术具有相当重要的作用，本文介绍了机械模具数控加工中提出的要求并展望了机械模具制造数控加工技术的发展趋势。期望通过本文的研究能够对促进数控加工技术在模具制造业中的推广应用有所帮助。

机械模具；数控加工技术；数控机床

1 数控加工技术的优势

数控加工是一种先进的加工技术，它以数控机床为载体，运用数字化和信息化技术，控制待加工零件及刀具的位移，该技术的出现，使得复杂零件的加工效率和精度得以大幅度提升，真正意义上地实现了加工作业的高效化和自动化。大体上可将数控加工技术的优势归纳为以下几个方面。

1.1有助于提升产品精度

数控机床在进行模具加工的过程中的各项加工条件全部都是由指令代码预先设定好的，对零件的整个加工过程由机床自动完成，由此减少了一些装备时间和一些无意义的工作降低了人为操作不规范造成的加工误差，产品精度大幅度提高。

1.2明确产品的基本特征

在加工模具制造过程中一般都是单件生产，因此每一件要加工的模具都具有自身的结构特征如要加工的结构，精度等。在实际生产加工的过程中，不会出现重复开模的情况，因此对加工数控编程的编写、机床实际的控制都要求比较严格。

假如要加工的模具的结构相对比较复杂，加工精度要求比较高时，就有必要辅助应用其他的机械软件来完成整个机械模具加工了。

1.3有利于缩短加工时间

通过数控机床对零件进行加工时，只要编辑好程序输入程序，装卸好刀具就可以进行加工。相对减少了对工件的装卸，刀具的调整和更换的辅助时间以及加工过程中产生的加工误差等还可以缩短机动时间，由此能够进一步提高加工效率。

与一般的通用型机床相比，数控机床的主轴转速更高、进给量的范围更大，并且加工过程中的每道工序都能够选取最有利的切削用量，同时数控机床本身的结构刚性较大，这允许其进行强力切削，由此使得机动时间显著缩短。此外，数控机床移动部件在定位时，不仅采用了加速和减速措施，而且还选用了较高的空行程运送速度，这样一来使非切削时间缩短。

1.4能够增加经济效益

由于数控机床是由电脑程序进行控制，在程序控制下能够自动完成程序。所以它可以完成一些重复性的操作不需要进行繁重复的操作，并且能连续自动完成在保证加工精度的情况下加工件尺寸的一致性，由此使得次品率大幅度减低。

同时，数控机床对零件进行加工时，省略了许多专用工装环节，如手工制作靠模、样件、钻模板等，从而使生产成本进一步下降，由此产生了巨大的经济效益。

1.5规划好产品的基本形状特征

模具制造一般情况下基本都是单件生产的，相当来说每一件加工的模具都具有自身的结构特征的。但在实际生产的过程的中，一般境况下不会出现重复开模的情况，因此对在加工过程中数控编程、数控机床操作控制的要求比较是严格。假如要加工结构相对比较复杂的模具时，就有必要应用其他的机械软件来辅助完成整个机械模具加工。

1.6可减轻劳动强度

数控机床与普通机床最大的区别就是加工过程数控化，操作者在操作数控机床过程中只需要按要加工零件的要求程序完成加工零件的装卸以及定期更换刀具即可，由此使得劳动强度大幅度降低。由于整个操作过程非常简单，从而减少了对熟练技术工人的需求量。

1.7可减少操刀频率与设置不合理的影响

通过数控机床在进行模具大规模批量加工生产时，选择适当的换刀方式可以缩短很多辅助时间，减少机床的磨损，降低维护成本，在一定程度上提高经济效益。与一般的通用型机床相比数控机床换刀频率都很合理，设置的加工走刀线路、选择的夹具、刀具的安装位置及其顺序都有详细的步骤。在加工过程中，很大程度上提高了机床的工作效率。

2 机械模具制造中数控加工技术的应用与发展

2.1 数控加工技术在机械模具制造中的具体应用

由于模具制造具有单件性、结构不确定性、对精度要求高等特点，如果用传统的加工方式对其进行制造，不但周期长，而且模具的质量也无法获得有效的保证。数据加工技术的出现及其在模具制造领域中的应用，使这一问题得到了解决，在机械模具的制造中，数控加工技术的应用主要体现在如下几个方面：

2.1.1数控车削的应用

一般来说由于数控车削大多用于加工轴类标准件的，如各种类杆类零件，包括顶尖、导柱等，在就是可以用于回转体模具的制造加工，如外圆体、内圆盆类的注塑模具，轴类、盘类零件的锻模，冲压模具的冲头等。由于数控车削能够有效提高位置精度，能够有效提高位置精度，这是传统车床无法比拟的，因此，可将之应用于机械模具标准件的加工以及各种杆类零件的加工。

此外数控车削能够对各部位表面粗糙度要求不同的零部件进行加工，这种零件多以回转体居多，所以可应用数控车削加工锻模。

2.1.2数控铣削的应用

在机械模具的加工过程中，由于模具加工过程中外部结构多为平面结构，同时多为凹凸型面以及曲面的加工结构等，因而数控铣床的应用较多，采用数控铣床对模具可以进行加工外形轮廓较为复杂或者带有曲面的模具。随着数控加工技术的不断发展，目前大型数铣加工中心在模具制造中较为常用。数控铣削的应用范围最广，同时也是数控加工技术在机械模具制造中的典型应用，现在相当多的模具外部结构都是二维或三维平面结构，一般都是凹凸型或与曲面组成，这就必须需要采用数控铣削加工技术来完成加工。例如，可以通过数控铣削加工对各种形状复杂的外形轮廓进行加工曲面或平面，还可加工一些外形轮廓比较复杂的模具，如压铸模，注塑模等。

2.1.3数控切割的应用

数控电火花加工多用于快速成形加工，其加工精度较高，而且相对来说编程难度也较低，数控电火花额高于于微细复杂形状、特殊材料模具、塑料镶拼型腔及嵌件、带异形槽的模具的加工。

在一般数控切割的情况下通过数控机床上的电火花线切割工艺，能够对各种直壁的模具加工或者一些形状复杂、材料特殊以及带有异型槽的模具进行加工。该加工工艺常被用于直壁模具的加工，如冲压模中的凹凸模，注塑模中的镶块、滑块，电火花加工用电极等。

2.2机械模具制造数控加工技术的发展趋势

为了满足机械模具制造的需要，在未来，数控加工技术应当朝着以下几个方向发展。

2.2.1柔性化

就现阶段数控加工技术在机械模具制造中的应用情况看，柔性化将是该技术未来发展的一个主流方向。通过实现数控机床的柔性化，其在进行模具制造加工时，便可适应被加工对象产生的各种变化，这样就能在同一个数控机床上对不同的零件进行加工，由此可以给用户的使用带来极大的方便。

2.2.2智能化

从目前模具数控加工的实际情况上看，虽然加工过程实现了自动化，但与全智能化的目标仍有一定的差距，操作人员并没有得到完全的解放，因此，在未来一段时期，数控加工将会朝着全智能化的方向发展，真正意义上解放操作者，由此不但可以使模具的加工质量得到有效的控制，而且还能在现有的基础上进一步提升工作效率。

2.2.3网络化

在网络当中所有的信息资源均可以得到共享，这对于推动各个领域的发展非常有利。因此，数控加工技术在未来要逐步实现模具加工网络化，通过FMS系统和CIMS系统的应用，并借助互联网平台上的网络接口，可对数控加工进行远程监控、技术诊断。通过网络化数控加工系统的构建，能够实现制造全球化，所有的技术资源可在全世界范围得到共享。