数控加工技术在机械模具制造中的应用

数控加工技术在机械模具制造中的应用

闵如建 张忠林

九冶建设有限公司

摘要：模具是机械加工生产中重要的组成部分，通过模具能够塑造各种形状和型号的产品，所以模具本身的质量及精度会直接影响到产品的加工质量和精度。不同的产品会对应不同种类的模具，在机械加工过程中，模具会承受坯料的胀力，对模具自身的结构强度、刚度、表面硬度、表面粗糙度和加工精度都有较高的要求，所以模具生产是衡量机械制造水平的重要标志之一。模具一般为单件、小批量生产，如果采用传统制造工艺，不仅会增加生产成本，还会降低生产效率和生产质量。随着数控加工技术水平的大幅提升，利用数控加工技术进行机械模具的加工制造，加工程序较为简便，具有较强的柔性化特点，自动化程度和加工精度都能够达到设计标准，可有效提升模具加工精度和生产效率。

关键词：数控加工；模具；机械制造；加工精度；生产效率

引言

新时代下，我国已经逐渐进入了技术机械化时代，传统机械生产方式不仅无法对我国经济发展起推动作用，也无法满足我国国民需求。因此必须迎合时代要求并且积极发展先进科技，其中较为重要的就是数控加工技术。其不仅可以提升机械模具的精准度，还能提升其质量和效率，从而促进机械制造业可以朝着更高层次发展。

1关于数控加工技术的概述

数控技术是指用数字化信息对设备的运行及其加工过程进行控制的一种自动化技术。数控系统由数控装置、存储装置、伺服驱动单元、反馈装置等组成，数控机床通过输入数据进行运算、处理、逻辑判断最后发出控制信号通过驱动电机控制机床运动，数控机床是典型的机械、电子、自动控制、计算机和检测技术密切结合的机电一体化产品，简称CNC，数控技术是实现制造过程自动化的基础，是柔性制造系统的核心，是现代集成制造系统的重要组成部分。数控加工技术对制造业实现自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。利用数控技术可以大幅度地缩短产品的制造周期，解决复杂零件的加工制造问题，提高产品的加工质量。数控技术的应用已成为一个国家机械制造业水平的重要指标之一。数控加工的特点是：①适合小批量生产，根据不同的程序可以加工不同的零件。②工序高度集中，多轴数控机床、加工中心可以一次装夹完成所有工序，保证了精度避免了装夹误差。③精度高，能够加工复杂表面。

2数控加工技术在机械模具制造中的应用

2.1机床自动化

为了实现机床高效运转，降低工作人员操控的时间，避免暂停作业或者缓慢作业对整体工作时间的影响。设备操作人员需要在保证机床正常运转的基础上，给予机床设备一定的休息和冷却时间，也能够便于工作人员检修和维护。工程师能够在设备运转的过程中实现智能化+人工化结合发展的形式，将实际加工时间与理论加工时间的距离大大缩短。既能够满足既定的工作计划，也能够保证设备的维护检查时间。数控加工技术在汽车制造中的应用，具有广泛且深远的影响。随着数控加工技术在汽车行业中使用深度广度的变化，汽车加工领域逐渐实现了规模扩大化、产业个性化、加工精准化、制造智能化的变革。在汽车工业生产中，数控加工技能能够借助计算机、互联网的支持，建立汽车加工和组装中的三维模型，利用仿真效果进行零件配置，模拟不同的组装和加工形式，层层选拔出最佳的工作流程和加工工艺。利用数控技术不仅能够增强汽车加工中的精准度，还能够保证各个零部件互相吻合，提升汽车使用阶段的性能。可见，数控技术是提升汽车质量，助力产业发展的关键环节。

2.2数控铣削技术

技术在运用过程中，能够将曲面结构变成平面的结构，进而使模具在生产过程中的结构要求可以获得充分满足，也能使模具表面更加平整与光滑，对于表面存在的不平地方仍需通过技术进行改善。部分轮廓在外形上有一定要求，工作人员需运用技术简化轮廓，铣削技术在运用过程中，优势比较明显，主要运用于复杂模具生产与加工过程中。进行的注塑加工和压铸加工时，模具需使用铣削加工这一技术，保证物件表面和模具外形之间达成一致，提升模具整体精度，在此情况下，模具标准性与精准性也会获得明显提升。当前这一技术已经获得了越来越广泛的应用，很多机械模具进行加工时会运用这一技术，主要将其运用于批次模具加工中。

2.3CBN数控球头铣刀在外覆盖件模具中的应用

数控加工技术在机械模具加工制造中的应用，还表现在刀具的种类和型号的使用方面。对于外覆盖件模具的拉延模和整形模，可使用CBN数控球头铣刀，因为外覆盖件模具成形零件的材料大多使用合金铸铁，而CBN数控球头铣刀具有很高的硬度和耐磨性，且具有很高的热稳定性、高温硬度、化学稳定性，以及良好的导热性和较低的摩擦系数，所以适合应用于拉延模和整形模。在精加工完成后，刀具的磨损状况正常，对于部分存在刃口和刀尖崩刃的刀片，虽然表现为正常磨损，但是已无法再次使用。使用CBN数控球头铣刀，模具型面的精加工效率较高，且在转速和进给速度方面能够达到机床允许的上限值。型面精加工的表面更加光亮，加工质量较高。在型面精加工中不需要换刀操作，既节省了换刀时间，又降低了因为换刀而引起的误差。

2.4数控技术在3D打印技术方面的应用

3D打印技术的发展，是因为其操作简便，使用便捷，既能够在大型工厂中进行实际应用，更能够在小规模、小范围进行实际应用。表面上来讲，3D打印技术似乎比数控技术更加具有科技感，可是3D打印技术实际上是与数控技术并存的，二者是相辅相成的，也可以说3D技术是基于数控技术发展起来的，3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术也在珠宝、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、教育其他领域都有所应用。

2.5数据电火花加工技术的应用

加工模具的核心要求之一就是不断提高加工速度和效率，而想要实现此目的就是要看到数据电火花加工技术的重要性。但是在应用时应该注意到在制造特殊材料模具时，此技术会受到很强的局限性。根据此情况，技术人员的应该采用周期控制方法，同时要关注间歇与脉宽。在使用该技术时，应该先了解和掌握其制造的具体要求和情况，然后选择更为合适的放电时间。如果发现脉宽数据与其最高电流都比较固定，那么间歇时间在发生变化的过程中电流也会随之发生改变，但是在此阶段如果电火花能力比较平稳，那么即使间歇时间发生较大变化也不会让金属表面产生比较严重的影响，从而模具质量也不会大幅降低。除此之外，在应用过程中还应该把控加工速率和模具表面的粗糙性，这样就能让机械模具加工符合要求。例如在处理奇效时，将其周期控制在100us，脉冲值控制在40us，间歇值控制在60us，峰值为50A，那么就可以利用这些数值评估其频率等数据，然后掌握其具体加工速度，从而提高控制效果。

结语

综上所述，机械模具制造的工作中合理使用数控加工技术不仅能够增强加工的效果、质量，还能借助先进性的措施改善当前的生产发展现状，降低成本、提升精确度，具有一定的发展意义和应用价值。因此，新时期的环境中应结合机械模具制造的发展需求，完善数控加工技术的应用机制、应用标准，保证各项工作精确度、质量、效果都能够在新时期的环境下有所提升。

参考文献

[1]黄蓓.数控加工技术在机械模具制造中的应用分析[J].新型工业化，2021，11（1）：52-53，56.

[2]冯超.数控加工技术在机械模具制造中的应用分析[J].内燃机与配件，2021，34（4）：81-82.