数控加工在模具制造中的作用与地位

数控加工在模具制造中的作用与地位

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摘要：

针对目前市场需求，模具的需求量越来越来大，质量要求也越来越高，而模具的制造难度比较大，与一般的机械加工相比有很多特殊性：模具的制造要求比较高，不仅要求加工质量好，表面要求也很高形状复杂，材料硬度要求很高，很多时候是单件生产。对于这一现状，将数控技术与模具制造相结合，将推动模具的精度和效率。数控加工的特点是：加工效率高、加工精度高、并且可以实现生产的网络化和智能化。而这将大大的弥补了模具本身的缺点。数控加工在模具制造中起着重要的作用和不可替代的位置，数控加工将大大提高产品的竞争力。

关键词：模具制造、数控技术、效率高、高速加工、智能化

1 模具的定义

模具是工业生产上用以注塑、吹塑、挤出、压铸或锻压成型、冶炼、冲压、拉伸等方法得到所需产品的各种模子和工具。简而言之，模具是用来成型物品的工具，这种工具由各种零件构成，不同的模具由不同的零件构成。它主要通过所成型材料物理状态的改变来实现物品外形的加工。模具，是工业生产的基础工艺装备，在电子、汽车、电机、电器、仪表、家电和通讯等产品中，60%-80%的零部件都依靠模具成型，模具质量的高低决定着产品质量的高低，因此，模具被称之为“百业之母”。模具又是“效益放大器”，用模具生产的最终产品的价值，往往是模具自身价值的几十倍、上百倍。模具生产的工艺水平及科技含量的高低，已成为衡量一个国家科技与产品制造水平的重要标志，它在很大程度上决定着产品的质量、效益、新产品的开发能力，决定着一个国家制造业的国际竞争力。 2 模具行业发展趋势分析

1） 模具市场全球化，模具生产周期进一步缩短

2） 模具CAD/CAM向集成化、智能化和网络化发展 3） 模具产品将向大型、精密、标准化方向发展

4） 优质模具材料及先进表面处理技术将进一步受到重视 3 数控加工的特点与应用

数控加工是指在数控机床上进行自动加工零件的一种工艺方法。数控机床加工零件时，将编制好的零件加工数控程序，输入到数控装置中，再由数控装置控制机床主运动的变速、启停、进给运动的方向、速度和位移大小，以及其他诸如刀具选择交换、工件夹紧松开和冷却润滑的启、停等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照数控程序规定的顺序、路程和参数进行工作，从而加工出形状、尺寸与精度符合要求的零件。利用数控加工技术可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工,而且加工的准确性和精度都可以得到很好的保证。总体上说,和传统的机械加工手段相比数控加工技术具有以下优点:

1） 加工效率高

2） 加工精度高 3） 劳动强度低 4） 适应能力强 5） 工作环境好

6） 就业容易、待遇高 4 模具与数控加工的关系

数控技术是用于加工模具的一种方式。在制造模具的众多工序中，进行模具加工是最主要环节，模具的精度决定了加工出来的产品的精度，而在传统的机械加工中，其技术性能远远落后于数控加工，在数控加工中，不仅可以提高加工产品的效率，也可以提高产品的质量，在未来的数控加工系统中，其发展趋势为智能化和数字化，由原来的一人一台机床转向到一人多台机床，大大降低了人工成本。

随着计算机技术的高速发展，传统的制造业开始了根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代制造技术进行研究开发，提出了全新的制造模式。在现代制造系统中，数控技术是关键技术，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。目前，数控技术正在发生根本性变革，由专用型封闭式开环控制模式向通用型开放式实时动态全闭环控制模式发展。在集成化基础上，数控系统实现了超薄型、超小型化；在智能化基础上，综合了计算机、多媒体、神经网络等多学科技术，数控系统实现了高速、高精、高效控制，加工过程中可以自动修正、调节与补偿各项参数，实现了在线诊断和智能化故障处理；在网络化基础上，CAD/CAM与数控系统集成为一体，机床联网，实现了中央集中控制的群控加工。 5 数控技术在模具中的作用

数控加工的方式很多，这些加工方式，为模具提供了丰富的生产手段。在制造模具模板式的工艺分析，根据其特点，确定模板的加工方式和加工工序，必要时可以采用特殊的加工方式，采用数控车床或加工中心，可以达到一人操作多台机床，只要完成对刀工作后就可以自动加工，利用数控加工可以达到非规则曲面加工，有的数控机床可以达到多轴联动，与传统的机械加工相比较，数控加工有着卓越的优点，当然，凡事有利必有弊，数控加工需要专业的数控编程人员，需要专业的三维建模软件，培养专业的技术人才可以有效地发展数控技术，提高公司的生产质量和产量。模具在成型之后，其尺寸未能达到技术要求，根据其三维模型软件生成的数控代码，将成型模具固定到数控机床上进行精确的数控加工直到达到要求尺寸和表面粗糙度，零件运用数控机床加工可以快速的实现准确的定位和精准的切削，同时还可以实现提高效率。 6 新型数控技术在模具中的发展与应用

高速切削加工主轴转速高、切削进给速度高、切削量小，但单位时间内的材

料切除量却增加3～6倍。它以高效率、高精度和高表面质量为基本特征，在汽车工业、航空航天、模具制造和仪器仪表等行业中获得了愈来愈广泛的应用，已取得了重大的技术经济效益，是当代先进制造技术的重要组成部分。

高速切削中主轴转速和进给速度的提高，可提高材料去除率。对复杂型面加工也可直接达到零件表面质量要求，高速切削工艺往往可省却电火花加工、手工磨修模具等工序，缩短工艺路线，进而大大提高加工生产率。

高速机床必须具备高刚性和高精度等性能，同时由于切削力低，工件热变形减少，刀具变形小，高速切削的加工精度很高。切削深度较小，而进给速度较快，加工表面粗糙度很小，切削铝合金时可达Ra0.4～0.6，切削钢模具时可达Ra0.2～0.4。

7 展望未来的数控造模

从广义上讲，所谓数字化制造是指“将数字化技术应用于产品的工艺规则和实际的制造过程中，通信信息建模、仿真分析和信息处理来改进制造工艺，提高制造效率和产品质量，降低制造成本以及所涉及的一系列活动的总称。 在模具行业，数字化制造则主要是通过CAD/CAE/CAM等各类工程软件集成模具的设计、制造和相关的解决方案，并旨在为模具行业的整个工作流程提供完整、全面的解决方案。随着国内工业的快速发展，相关领域对产品质量的要求普遍提高，促使模具制造业有了进一步突飞猛进地发展，而与之密切相关的模具的数字化设计、数字化制造、数字化管理、数字化生产流程等更发展成为现代模具制造必不可少的技术手段和方法。如今，随着其在模具制造领域的广泛应用，一批专业用于模具行业的CAD/CAM软件应运而生，并且得到了快速发展。这些模具行业专用的软件更能满足模具行业制造的要求，并且多数系统都在向着网络化、集成化和智能化的方向发展，进一步推动了模具制造水平的提高。此外，随着摸具工业的科技发展和国际竞争的日益激烈，模具制造企业CAD/CAE/CAM等系统的要求也从最初单纯的建模工具变为要求支持从设计分析管理和加工等全过程的产品信息管理集成化系统。现在的模具制造厂商多数都希望通过减少物理样机以提高产品质量来降低制造成本并缩短产品上市时间，因此在模具设计过程中加强前期的分析仿真，势必有助于满足这一需求，并将有效提高数字化设计的灵活性。 参考文献:

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