數控技術在機械模具制造中應用淺析

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摘要：隨著我國科學技術和社會經濟的快速發展，計算機信息技術廣泛應用于機械工程技術領域，數控技術在各個行業被推廣和應用，尤其在機械制造業，數控技術已經被廣泛使用，我國的數控技術應用還有很大發展空間，因此，對數控加工技術的進一步研究將對我國機械模具制造行業有著很大影響，本文闡述了機械模具制造領域中數控加工技術的應用并進行探究。

關鍵詞：數控技術；機械制造；模具制造；生產應用

1關于數控加工技術的概述

數控技術是指用數字化信息對設備的運行及其加工過程進行控制的一種自動化技術。數控系統由數控裝置、存儲裝置、伺服驅動單元、反饋裝置等組成，數控機床通過輸入數據進行運算、處理、邏輯判斷最后發出控制信號通過驅動電機控制機床運動，數控機床是典型的機械、電子、自動控制、計算機和檢測技術密切結合的機電一體化產品，簡稱CNC，數控技術是實現制造過程自動化的基礎，是柔性制造系統的核心，是現代集成制造系統的重要組成部分。數控加工技術對制造業實現自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。利用數控技術可以大幅度地縮短產品的制造周期，解決復雜零件的加工制造問題，提高產品的加工質量。數控技術的應用已成為一個國家機械制造業水平的重要指標之一。數控加工的特點是：①適合小批量生產，根據不同的程序可以加工不同的零件。②工序高度集中，多軸數控機床、加工中心可以一次裝夾完成所有工序，保證了精度避免了裝夾誤差。③精度高，能夠加工復雜表面。

2模具生產制造過程的特點與要求

模具生產體現出多品種，小批量；生產周期短，任務急；涉及領域廣，尺寸差異大等特征。為縮短模具生產周期，模具生產已經減少了鉗工等手工操作，特別是復雜曲面型腔的手工加工，采用了數控鏜床、數控仿形銑床、精密磨床、加工中心及數控電火花和數控線切割機床等來加工。對于多品種小批量生產使用的模具，也廣泛采用快速制模技術，模具生產技術主要有以下三方面的要求：①擴大標準化程度，組織批量生產，以改善單件生產狀態。②各類零件有各自精度要求，其模具工作部分的零件精度必須高于制件1～2個以上精度等級，并且達到產品零件的形狀和力學、物理性能及使用性能等技術要求。③應采用高性能模具材料，為提高模具性能充分發揮高效生產的特點，通常采用高性能合金鋼制造。

3數控技術對機械制造行業的作用

3.1減少加工時間

機械制造行業的改革和創新離不開數控技術的發展，傳統的機械加工要完成一個零件的加工往往需要多個工序，多次裝夾完成，極大的降低了產品的精度和質量，影響了企業的生產效率，機械制造業是我國經濟支柱產業，起著推動國民經濟發展的重要作用，因此，數控技術的研發和應用對提高企業的經濟和社會效益起著至關重要的作用，數控技術的發展也推動著制造產業的發展。

3.2提高了產品的精度

制造行業已經應用于人們日常生活的很大部分，人們對于產品質量和要求越來越高，在模具的制造過程中采用數控機床加工可以提高模具的精度，數控技術具有很大的靈活性、適配性，能滿足人們多元化需求，對于形狀復雜、精度要求更高的模具零件利用四軸、五軸加工中心配以自動換刀裝置能有效的保證了各種產品的質量。實踐經驗表明，利用數控技術生產的產品，其尺寸、形位公差都能夠達到很高的精度，足以滿足當今市場對產品的需求。

3.3降低勞動強度及提高生產率

采用數控技術應用于生產過程中能夠減少加工時間及輔助時間，使機械加工作業更加合理，使車間自動化程度提高，節省了人工成本，在管理上更簡潔，優化了車間人員管理環節，為企業降低管理成本，傳統的機械制造生產線多數為半自動生產線，很多崗位的工作需要工人手動完成，比如說上料、下料、換刀、裝夾定位等。數控、液壓、傳感器等高新技術的發展引起了制造業的變革，產品生產自動化，物料傳送系統節省了加工過程輔助時間，同時減輕了勞動強度，提高了生產效率。

3.4有效的推動制造業自動化的發展

當今社會經濟發展速度不斷加快，信息技術也飛速發展，制造行業與信息技術的結合已成必然趨勢，市場需求及競爭也越來越激烈。數控加工技術推動了智能工業機器人、計算機控制技術、傳感技術有效發展，面對產品個性化的要求和不斷上漲的生產成本，提高生產靈活性已經是廣大廠家迫切需求。柔性制造單元（FMC）和柔性制造系統（FMS）應運而生，這其實是數控加工的擴展與延伸。①柔性制造單元由一個或者多個數控機床或加工中心組成，一個單元可以根據不同工件自動更換模具或其他配件。②柔性制造系統是由數控加工設備、物料運儲裝置和計算機控制系統組成的自動化制造系統，它包括多個柔性單元，能根據制造任務或生產環境的變化迅速進行調整，適用于多品種、中小批量生產。柔性制造技術是現代先進制造技術的統稱，柔性制造技術集自動化技術、信息技術和制作加工技術于一體，以往工廠企業中相互孤立的工程設計、制造、經營管理等過程，在計算機、軟件和數據庫的支持下，構成一個有機整體。因此，深入研究數控技術在械制造行業的應用對我國制造業的發展起到舉足輕重的作用。

4機械模具的加工方法及適用范圍

根據模具形狀的復雜程度，加工制造可以采用不同的方法。對于形狀復雜的型腔和凹模型孔等零件的加工，通常以機械加工和電加工為主。另一部分零件，可采用超聲波加工、化學及電加工、點解磨削、擠壓成型、鑄造成型等加工方法。目前模具都采用特種加工技術。由于該技術精度高，生產效率高且安全可靠，所以得到了廣泛的應用。

4.1數控電火花加工

電火花加工是利用電、熱能量對金屬進行加工的方法，依靠放電時對局部、瞬時產生高溫把金屬去除掉。它在模具制造中主要用于加工用切削加工方法難以加工的凹模型孔，采用電火花加工可以不用鑲拼結構，而采用整體結構，這樣既可以節約模具設計和制造工時，又能提高凹模強度，但是加工中電極的損耗影響加工精度，難以達到小的表面粗糙度，要獲得小的棱邊和尖角也比較困難。隨著電火花加工技術的日臻完善，這些問題將會逐步解決。

4.2數控線切割加工

數控線切割加工是用線狀電極（銅絲或鉬絲）靠火花放電對工件進行切割，故稱電火花切割。數控線切割主要用于制造平面形狀的模具零件，如沖模、拉拔模、成形刀具外形、各種樣板、凸輪等。隨著錐度切割功能的發展，包括上下異性面在內的立體形狀加工也迅猛增加。

4.3數控機床加工

數控技術廣泛應用于各種數控設備中，模具的尺寸精度、形狀、位置要求都很高，因此采用數控機床生產模具成為當今主要方法之一，不同的模具采用不同的加工方法，具有曲面結構、凹凸槽結構的模具用數控銑床加工，凸模在機械模具的加工中廣泛使用，像沖裁模圓形用數控車床加工?，F代數控機床因為其特有的高精度、高靈敏度，驅動電機采用伺服電機驅動，擁有高速切削性能，配上高速切削刀具能夠快速、穩定的加工出相應的模具，隨著CAM技術的發展還可以對需要加工的模具進行模擬切削對工件進行刀具軌跡規劃、和瞬時切削情況進行調整，確保效率最大化。

5數控加工技術在機械、模具制造中的應用列舉

5.1數控技術、工業機器人技術運用于工業生產

在現代工業化生產中，確保生產安全是首要考慮的因素。工業生產過程中的各種自動化作業操作系統是以自動計算機操作為主要驅動控制源，再結合自動控制處理單元、驅動控制單元和其他執行控制機構共同發揮作用從而形成一個新的自動化操作體系，工業機器人主要應用于材料加工、零件制造、產品檢驗和裝配。其中零件制造包括鍛造、焊接等。檢驗產品表面質量和幾何形狀、零件的尺寸。裝配、緊固零件等工序。它不僅能有效達到企業信息戰術技能和管理規范，最主要的特點是使它能有效確保企業安全生產，提高企業工作效率。

5.2在汽車制造行業的應用

當前我國汽車行業市場發展迅速，人們日常生活對汽車的使用需求越來越大，汽車生產企業更加重視汽車制造業的現代化發展，信息技術與傳感技術等高新技術越來越多應用在汽車身上，汽車制造企業必須跟隨科技的發展進行創新，創建多元化生產線，例如發動機汽缸蓋和機體零件都很復雜，通過數控加工中心的生產線可以生產出高質量的發動機零件，采用精密鑄造方式生產的毛坯精度很高，對于關鍵零部件的部分尺寸檢測采用三坐標測量儀、探傷技術等先進的檢測儀器保證零部件的質量，這些都和信息技術與數控技術密不可分，借助于數控技術，尤其是對于大型汽車專用零部件的設計加工與制造組裝來說，數控技術及其機器人自動化的廣泛應用最為顯著，汽車裝配無人工廠就是集數控技術、智能機器人等一體的柔性制造生產線。

5.3數控技術在3D打印技術方面的應用

3D打印技術的發展，是因為其操作簡便，使用便捷，既能夠在大型工廠中進行實際應用，更能夠在小規模、小范圍進行實際應用。表面上來講，3D打印技術似乎比數控技術更加具有科技感，可是3D打印技術實際上是與數控技術并存的，二者是相輔相成的，也可以說3D技術是基于數控技術發展起來的，3D打印即快速成型技術的一種，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型，后逐漸用于一些產品的直接制造，已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術也在珠寶、工業設計、建筑、工程和施工、汽車，航空航天、教育其他領域都有所應用。

6結束語

綜上所述，數控技術所發揮的積極作用是值得肯定的，在很多領域都起到借鑒和輔助作用，特別是機械制造行業，對于柔性制造系統和生產線是很重要的角色，機械制造業要處于世界先進水平，數控技術、智能制造、機器人等相關領域的技術必須有更多突破，我國機械制造行業朝著高新技術的領域不斷實現創新發展，讓我國機械制造生產行業逐漸實現自動化、集成化與智能化發展，帶動國家經濟的全面發展，提升我國在國際中的地位。

參考文獻：

[1]申耀武.工業機器人在數控機床中的運用實踐研究[J].時代農機，2019，46（1）：5-9.

[2]張傳.工業機器人技術在機械制造中的應用研究[J].管理及其他，2019（5）：250-251.

[3]陳艷巧.淺談數控技術在機械制造中的應用與發展[J].機械裝備研發，2021（2）：103-105.

[4]陳沿宏，徐一剛，馬強.機械模具數控加工制造技術及其應用[J].輕工科技.2021，37（5）：46-47.

[5]屈彩虹.數控加工技術在機械模具制造中的運用探討[J].中國設備工程，2020（10）：179-181.

[6]王舒瑋.盛彬.數控加工技術在機械模具制造中的應用分析[J].化工管理，2019（24）：91-92.

[7]龔玲麗，劉超.我國機械數控加工技術現狀及提升對策探討[J].內燃機與配件，2020（1）：62-63.

作者:廖春華 單位:河池市技工學校