数控加工技术在机械模具制造中的应用

2022-11-26赵琴雅

科技创新与应用 2022年28期

关键词：模具机械加工

赵琴雅

（杭州老板电器股份有限公司，杭州 311100）

数控加工技术是现代科技发展的基石。数控加工技术的应用给全球制造业带来了变革。数控机床的等级及可用性已经成为一个国家现代工业是否先进的关键指标。机械模具设计、制造中应用数控加工技术，能够改进机械模具的设计，保证机械模具的质量。

1 数控加工技术

1.1 数控加工技术的优点

（1）数控加工技术使企业在面对复杂性的工艺时，只需要通过数控加工技术程序，就可以完成。

（2）加工质量稳定，加工精度高，再现性高，能满足飞机制造加工要求。

（3）面对一些小批量生产出来的产品，可以通过数控加工技术来提高产品的生产效率。

（4）可以加工常规方法难以加工的复杂型材，也可以加工不能观察到的机加工零件。

1.2 数控加工技术的规律

数控加工技术通常由硬件和软件2部分组成。软件是基于互联网技术的计算机和程序代码，硬件支持数控机床等功能。数控机床是数控加工技术的基础，区别于传统机床，进入程序后即可独立工作，节省了人工成本。

1.3 数控加工技术的应用特点

依靠先进设备，数控加工技术发展迅速，其应用特点具有以下2点。第一，自动化程度高。这节省了大量的人力资源，提高了质量，提升了作业效率。第二，数控加工技术可以缩短加工时间，减少对空间的需求，这种方法可以节省公司的生产成本，更方便。

2 机械模具

机械模具是用来制造产品的工具。这些设备由不同的材料制成，对于不同的机械模具来说，使用到的材料也是有很大区别的。

2.1 分类

2.1.1 模具机械框架进塑模具

模具机械框架进塑模具根据金属技术的使用进行分类。常用的有落料模、折弯模、拉深模、车削模、缩孔模、波纹模、胀形模、成型模、锻模、模锻模及镦粗模等冲压模和挤压模具。用于制造有色金属和粉末冶金的模具按材料命名和分类，有塑料模具、橡胶模具等。

2.1.2 模具机械冲压模

模具机械冲压模用于冲压和分离金属板的模具。在生活中最为常见的是冲压模具，其制造过程十分简单，基本上通过1个工位就可以完成。对于这些模具来说，所运用到的行业十分广泛。同时，为提高生产效率，可将落料、拉深、冲孔和切割等多个冲压的工序全部使用在同1个模具上面，随后让毛胚子在同1个工位上面完成冲压工作，对于这种施工过程，也称为混合模具。除此之外，也可以将弯曲、冲孔及切边等工序同时安排到1个模具的不同工位上面。

2.1.3 模具机械锻模

模具在进行锻造的过程中，一般情况下，其间隙是需要通过大量的变形才能够锻造成功，且模块必须刻出一定的型腔，让金属能够直接通过每一个型腔当中，随后流过塑料型腔，最后填充型腔成为锻件。在进行锻模的过程中，对于孔的体积有着一定的要求，如果孔的体积太小，那么会让锻造型腔无法得到平衡，而如果孔的体积比较大，也会出现划伤现象。为此，在锻模上下端连接处的型腔周围设置飞边槽，以保留多余的金属，并在制造后切断飞边。应减少型腔中的角度和深槽，以支持塑料流动和金属密封，减少模具磨损和裂纹，延长模具寿命。

2.1.4 机械模具挤压模

机械模具挤压模主要的作用是将金属进行挤压，造成变形的一种模具。理想的机械挤压模主要包含固定模具、挤压筒及具有施压功能的冲头。在挤压空心件时，将心轴连接到冲头的前端。同时，必须用挤压将金属推出模具，强度在室温下可以超过2 000 kN/mm2。因此，对于挤压筒及挤压模具的使用比较广泛，最常用的是多层预应力复合结构。

2.2 维护与保养

（1）模具长期使用后，切边应在地面上完成。磨削后刃口应退磁，使其不带磁性。否则，可能会发生设备堵塞。

（2）模具弹簧等弹性件在使用时容易损坏，出现开裂变形。因此一定要注意弹簧的规格和型号，弹簧的具体说明和型号可以由3个因素决定：颜色、层数和长度。比如，欧美制造的模具弹簧，如雷蒙模具弹簧，质量较好。

（3）使用模具时，冲头容易损坏、弯曲和咬合，通常会咬合冲头套筒。面对损坏的冲头及套筒，一般情况下需要将其更换。其特性主要包含了工件尺寸及长度等。

（4）修理零件，检查固定零件是否松动。

（5）压料零件的压板、优力胶等，卸料零件的剥离板、气动顶料等，维修时，检查设备各部件之间的关系及有无损坏，对损坏部件进行维修，检查气动顶料，根据具体情况采取措施。

以上5点是对机械模具的维护与保养，可以看出，机械模具在使用中，很容易出现损坏的现象，因此，需要定期对机械工具进行检查维护。

3 数控加工技术在模具设计中的重要性

3.1 提高机械模具设计精度

机械模具设计需要铣削、车削和磨削的过程。随着信息科技的进一步发展，数控加工技术，能够精确地制造出所需要的各种模具。数控加工技术的应用不仅可以满足机械模具零件的定位，还可以扩大加工设备的选择范围。借助数控加工技术，加工稀有金属材料时，通过先进的设计，实现高精度的工艺，其质量得到广泛认可。

3.2 提升模具制造行业的专业化水平

信息技术应用到制造行业的各个方面。在机械模具制造中，信息网络技术的发展正在推动行业的智能化发展。现在，机械模具设计的应用越来越多。数控加工技术也应该作为模具制造过程中不可缺少的一部分，通过支持数控加工技术在机械模具设计中应用，可以实现智能工具的改造。机械模具设计公司可以从数据网络中收集和准备模具数据，改进现有的生产流程，满足流程操作程序的需求。例如，在现场加工零件时，通过数控技术可以实现智能加工。同时，对于数控加工技术来说，能够有效打破空间限制，识别远程控制。随着数控加工技术的不断进步，与机械模具设计相关的各种材料已经通过媒体得到推广，这也让机械模具的制造有更好地发展。

3.3 提高机械模具设计性能

对于机械模具的发展来说，要想在激烈的市场竞争中站稳脚跟，就需要有竞争力的产品。由此，应该提高机械模具的设计性能，在机械模具的制造过程中，需要不断地缩短机械模具设计周期，提高生产质量。与此同时，数控加工技术可以通过高速切削设备来制造出品质高、安全性能得到保证的模具。其工作速度比传统的快10倍，数控加工技术可以将大型模具的误差降低到0.01 mm，提高了竞争力。

4 数控加工技术在机械模具制造中的应用优势

4.1 提高生产效率

对于数控加工技术来说，首先存在先进性，在实际应用期间，主要是从数字化中心系统的实施，来满足实际的需求，对接模具设备可以进行合适的控制，以此来确保加工工件能够顺利生产，确保机械模具自身的生产效率可以被提高。数控加工技术和传统加工技术相比较，其技术的优势十分明显。通过数字化中心系统能够确保机械模具的制造更加高效，弥补传统加工工艺技术存在的不足。在确保机械模具的生产质量可以得到提高的同时，生产机械模具效率也有一定的提升。所以，在机械模具加工制造期间，只有让数控加工技术得到更好的应用，才能够让企业获取更多的经济效益，促进企业的进一步发展。

4.2 实现生产自动化

在应用数控加工技术期间，机械模具制造自动化水平也会有所提升，数控加工技术在实际应用中需要根据真实的状况去实现对加工设备的管理，在满足相应需求的同时，也要提高机械模具制造的便捷性，实现生产自动化。除此之外，对于机械模具加工设备来说，运行期间，主要是通过数字化中心系统的程序来进行科学合理的控制，程序需要根据需求去设定，机械模具设备根据相应的程序开展工作。程序运行期间须确保运行的稳定性，以此达到生产自动化的目的。对于数控加工技术而言，实现生产自动化可以让传统的生产模式跟上新时代的步伐，推动机械模具自动化的方向去运行，能够减免人为操作上的失误，降低企业人工成本。总的来说，社会科技的进步，让机械模具制造方式也有着很大的改变，让其逐渐向自动化及智能化的方向发展。

4.3 增强产品性能

数控加工技术在实际的应用期间，避免了传统模式之中的机械模具加工会受到外界的干扰，机械模具的质量控制具有一定的难度等问题。因此，应用数控加工技术，数字化中心系统对机械模具加工设备运行起到全面监督的作用。让生产的机械模具产品可以有更加精细化的施工，产品各方面的性能有所增强，以此来促进企业发展的效益最大化。

5 数控加工技术在机械模具制造中的价值

机械模具公司接到制造公司的机械模具订单后，由于工序多，生产工序通常会增加，如果施工进度不正确，就会耽误生产时间，完不成加工工作。机械模具公司使用数控加工技术后，通过输入简单的程序即可实现规模化生产，促进了机械模具行业的发展。与此同时，数控加工技术除了能够让机械模具的生产率提高之外，还可以确保模具产品的质量及性能都达到标准。通过采用最先进的技术，可以按照指定的方法切割模具，避免人为因素对模具造成的有害影响，提高企业竞争力。

6 数控加工技术在机械模具设计中的价值及应用

数控加工技术在机械模具设计中的应用，提高机械模具设计质量、性能和效率。通过数控加工技术可以完成机械模具的数控编程，以此来有效提高模具设计工具的质量和性能。

6.1 机械模具的概况

对于机械模具来说，在设计前需要对模具进行划分，选择合适的数控刀具。这是因为机械模具需要配置、数字化、编码和输入等。通过筛选可以节省其他服务操作的时间，使机械模具设计过程可以适宜需求并节省生产时间。我国能够自产的数控机床有数控车削、数控磨床和数控电火花。基于当前的机械模具设计，只需为每台机床放置模具即可准备下一道工序，无须逐台寻找合适的机床，提高效率。

6.2 改进机械模具的控制系统，提高机械模具设计的质量和操作性

数控加工技术利用电子信息技术实现机械控制，完成整个机械模具的设计。随着科学技术的发展和互联网的使用，我国逐渐加大投入发展数字控制技术。以此为基础，机械模具企业可以在机械模具设计中改进数控技术的工艺，通过提高其性能和质量，使机械模具设计可以完成更多的难点，提升制造商在行业中的竞争优势。

6.3 提高工艺质量，提升机械模具设计的质量和性能

数控加工的一个重要特点是在保证机械模具精度的前提下，提高模具的加工效率，以最短的时间完成模具加工，可以节省成本。例如，做“调零”操作时，要注意前后刀的距离，尽量缩短。此外，使用智能启动、使用内容交换工具及特殊的进料方式等，可以缩短进料时间，提高进料效率。通过数学计数器简化流程，利用重复过程的子程序，提高效率和机械模具性能，提高机械模具质量，进一步扩大营销效益。

6.4 利用数控加工技术加强机械模具机床的准备工序

机械模具制作过程通常很快，需求量也很高。机械工艺规划一般具有集中化的特点，由粗到细进行。在规划过程中，机械模具制造商必须尽一切努力实现给定的目标。这可以在第一次夹紧模具时完成，让数控机械减少了磨损的同时，也不会消耗大量的模具材料。基于以上条件，一方面机械模具可以满足产品的需求，另一方面机械模具的各种影响可以比常规模具更低。加工同轴孔时，要减少车刀的数量，最好不要换刀，同时尽量调整模具，提高制作的精密度。

6.5 利用数控加工技术完成机械模具的数控编程

数控加工技术在机械模具制造中的运营和科学的编码程序有着很大关联，机械模具制造所具有的柔性特点会让编程工作量增加。机械模具程序的科学性也会给模具的使用效果带来一定的影响。与此同时，传统模具的G代码无法满足数控加工技术复杂的刀具运行路线，反之能够被有效取代的是计算机辅助制造（CAM）编程软件，这一软件在机械模具制造中被广泛地运用，CAM对于传统的编程软件来说能够开展复杂的人机交互，帮助人工提取模具制造过程中的不利因素，以此提高模具的制造效率。当模具工艺在设计完成之后，通过软件的生成，选择工具和制作过程，以此来降低人工编码失误的可能性。

6.6 数控加工技术在机械模具设计中的应用

在进行机械模具的制造过程中，对于机械模具制造商来说，首先，应该对数控所加工的零件有深刻地认识，并根据差异进行划分。根据每一个零件所具有的特点来挑选适合的工具，在设计过程中，如果没有图纸，则需要现场进行图纸设计，并且需要考虑到以下3点：一是呈正比；二是确保所设计出来的图纸与实际相比没有误差，同时，还需要考察设备的加工能力；三是考虑艺术的可行性。其次，要先做机械模具，针对问题进行特殊处理，记录整个生产过程并保存以备将来使用。