数控技术在机械模具制造中的应用研究

鹿伦涛

（山东省轻工工程学校，山东青岛 266112）

0.引言

从某种程度上讲，机械模具制造期间科学应用先进的数控技术可以促使行业良性发展，也可能会带来误差问题，产生不利影响。因此，机械模具制造在实际应用数控技术的过程中，应加强管理，控制好精确度，改善传统形式的生产模式，最大限度打造先进生产体系，充分发挥数控技术的优势，构建科学化的机械制造机制。

1.数控技术概述

1.1 数控技术概念

数控技术主要是指借助数字化手段辅助设备运行与设备加工的自动化技术，从数控系统组成上进行分析，主要包括数控装置以及存储装置等组成。实际工作中，数控机床需要借助数据输入进行后续的数据运算处理，并作出科学化的逻辑判断，最后进行控制驱动。实际上，数控机床属于代表性机械与自动控制相结合的产品，可以将其称之为CNC[1]。现阶段，制造自动化基础在于数控技术的应用，同时也是柔性制造核心所在，属于现代集成系统的组成部分之一。借助数控技术，有助于增强制造业的自动化水平与集成化水平，发挥着至关重要的作用。此外，在数控技术保障下，产品制造周期会不断缩短，从而更好地解决复杂零件制造期间遇到困难问题，有效提升产品质量。我们可以将数控技术作为机械制造行业发展的关键性指标，重视数控技术的合理应用。

1.2 数控技术特点

从数控技术特点上进行分析，首先该技术应用比较适合小批量产品的制造生产，在程序规范的指引下制造出不同类型的零件。其次，工序具有高度集中的特点，可以一次完成全部工序，从而增强精度，也能够防止装夹误差。最后，精度相对较高，能够实施复杂表面产品的制造加工。

1.3 我国数控技术发展现状

数控技术是高科技产业，其发展经历可以划分为多个阶段。目前，大多数技术都可以做到自动化生产，很多也已经建立了数控产业基地[2]，我国数控技术在实际发展中仍然存在诸多不足，特别是高精尖技术发展差距相对较大。随着产业化发展的日益加快，数控系统在品牌效应上的发展不足，综合竞争实力明显较低，从而造成用户信心不足，数控技术应用标准也相对落实。在未来发展过程中，数控技术应结合我国实际国情，不断增强市场占有率，强化高精尖装备投入，实现产学研综合发展，从根本上提升其研发水平。

2.数控技术应用价值

2.1 提高生产效率

借助数控技术发展，人工操作会逐渐减少，大量机械设备都能够实现自动化控制，在一定程度上节省了大量人力成本，还能够提升生产质量，减少控制误差，明显提高制造精度。数控技术应用有助于减少材料浪费，促进企业经济效益的不断提升。针对数控技术对社会经济的影响进行分析，数控技术应用可以大力解放生产力，强化整体管理，有效降低人力投资，增强企业综合生产力[3]。

2.2 保证产品的可观赏性和精密性

在机械模具制造迅速发展的背景下，客户产品要求提高，新时期若要使机械模具更精致，则应合理控制精度，最大限度减少误差。为了满足更高标准的制造要求，机械模具制造需要借助数控技术，发挥计算机软件价值，全面优化制造设计方案，在编程控制的基础上增强产品生产的丰富性。就用户需求而言，借助数控技术，能够增强机械模具的精细化控制程序，使外观更加多样化，进而增强产品竞争力。

2.3 有助于自动化产品发展

机械模具自动化制造期间，采用数控技术可以不断扩大生产规模，并促使产品更新换代。对于传统形式的机械模具制造来说，制造模式比较单一，效率也比较低，进而造成机械精密度不够。在数控技术编程支持下，有助于增强机械加工自动管理水平，使操作流程更加便捷化，可以减少一定的制造工序，还能够降低出错率。

3.数控技术在机械模具制造中的具体应用

3.1 数控机床加工应用

目前，数控技术在各种数控设备设施中得到了相对广泛的应用。机械模具制造要求比较高，不管是尺寸精度，还是形状位置都必须是精确的，借助数控技术进行模具制造，可以有效满足其精度需求。从某种程度上讲，不同模具加工方法是存在差异的，比如曲面结构模具与凹凸槽结构模具一般采用数控铣床技术进行加工，而冲裁模圆形模具则需要借助数控车床技术进行加工[4]。综合而言，现代数控机床有着非常高的精度与灵敏度，其驱动电机一般会借助伺服电机驱动，具备高速切削性能，如果再配合高速切削刀，则模具制造加工速度会更快，且更稳定。随着数控机床技术的快速发展，需要对模具加工中的刀具轨迹规划等进行优化调整，实现效率最大化。

3.2 合金零件加工应用

合金零件模具制造期间可以应用数控技术。实际工作中，第一步是对零件图样进行分析，然后结合模具制造材料特点，合理选择数控切削措施，最大限度提升合金零件模具质量水平。合金零件模具加工细节部分应该坚持精细化原则，保证在最短时间内增强加工工作的质量水平[5]。在毛坯类型选择的过程中，应综合考虑到刀具磨损程度，可以借助数控切削技术提前控制处理，把块状铝合金材料作为毛坯，在规格明确之后合理选择定位基准，最后应用UG软件进行加工制造，并创建三维实体模型，在规范数控流程指导下明确模具加工的参数设置方法，优化加工全过程。在机械模具主要加工面制造期间，可以借助数控仿真技术。比如，汽车合金零件模具加工面一般包括3个组成部分，在数控技术辅助下，有助于仿真3个不同面的具体结构，形成模具小凸台。此外，利用数控技术实施合金零件模具制作还可以借助数控代码进行模块化处理，有助于机床参数的科学设置，进一步认定NC参数，有效输出程序参数，并对NC参数进行虚拟操作，当代码顺利生成之后有序传输到铣床系统中，完成模具加工制造工作。

3.3 数控线切割加工应用

数控线切割技术主要是借助线状电极在火花放电的基础上进行切割，我们可以将其称之为电火花切割。通常情况下，数控线切割被应用到平面形状模具制造中，包括冲模以及拉拔模等。在锥度切割功能快速发展的背景下，上下异性面形状模具加工发展速度也日益加快，数控技术应用范围日益扩大。

3.4 数控车削加工应用

数控车削技术作为机械模具制造期间的重要技术，实际应用期间能够打破传统加工形式的相关限制，提升制造效果[6]。所以说，机械模具制造必须要充分发挥数控车削技术优势，尤其是发挥在轴类标准件加工中的应用作用，主要包括杆类零件以及回转体模具等。具体来说，回转体模具是应用最为广泛的，有盆状注塑与瓶装注塑类型等，在数控车削技术应用下，有助于结合零件特点有效选择加工模具，便于数控切削处理，提升制造质量水平。

3.5 数控铣加工的应用

数控铣技术应用期间，必须要重视模具的合理选择，并对加工对象进行科学化的分类处理，提高其工作效率。比如，部分机械模具外形比较复杂，表面不平滑，这时借助数控铣技术，能够深入处理，增强技术应用水平。此外，数控技术操作相关负责人必须要增强自身的技术能力，在保证熟练操作技术的前提下完成代码编写，有效应用数控技术，做到机械设备以及工作人员的有效配合，增强机械模具制造效果。

4.数控技术在机械模具制造中的应用改进策略

4.1 降低加工误差率

机械模具制造期间推进数控技术的广泛应用，必须要重视误差控制，避免加工误差等问题的发生。具体来说，误差控制方法如下：第一，当机械模具制造工作处于质量阶段的时候就做好精度控制工作，实现事前预测预防，从根源上明确误差问题，有效降低误差率。第二，数控技术实际应用期间，应该安排专业人员强化应用过程管理，时刻关注误差问题，若一旦发现问题，则必须要及时作出调整，减少问题的扩散，防止模具制造出现严重偏差，增强模具制造整体质量[7]。第三，数控技术实际应用期间，还应该做好归纳总结工作，对误差出现的规律进行深入分析，总结出相关的原因，采取合理化的控制手段对模具质量进行全面监测，为今后的管控工作奠定良好基础。

4.2 有效控制相关影响因素

机械模具制造过程中会出现大量影响因素。从设计阶段开始就会出现很多影响因素，包括生产时间、数量与规格等。因此，机械模具设计期间，相关工作人员必须要重点分析机械模具数控制造相关影响因素，明确安全隐患，尽量在设计环节就快速消除，为接下来的数控技术应用提供依据，保证工作人员合理应用数控技术，从根本上提升应用效果。此外，数控技术在机械模具制造应用期间，应该借助闭环补偿技术增强稳定性，严格控制好应用中的几何精度以及制造精度等，在精细计算的基础上完成模具设计工作，构建科学化的数控制造模式。机械模具制造程序必须规范化，以确保精细生产目的可以最终实现，实现多台数控机床的完美协作，使每个技术人员都可以按照精细化标准操作，并在工作中对加工流程进行不断创新改革，减少产品制造周期，在精细化以及半精细化优化整合的基础上，结合机械模具形状与实际特点选择加工形式，并不断创新加工手段，增强机械模具的质量水平[8]。总之，不管是在机械模具制造哪一个数控制造环节，每个工作人员都应该结合具体标准操作，从而实现数控技术的良好应用。

4.3 合理应用超声波及高压水切割技术

机械模具制造工作期间应用数控技术操作能够提升制造水平，但是应用效果还不够理想，需要采取有效的应用改进措施，不断引入先进技术，改进应用形式，加快技术更新，提升最终应用效果。现阶段，超声波技术以及高压水切割技术是数控技术应用改进中比较常见的技术。对于超声波技术应用来说，借助超声波技术的超声频振动力可以促进来对模具的表面冲击，进而形成所需要的形状，提升模具制造效率。同时，超声波技术还能够对导电材料或者是半导体材料进行有效加工处理，尤其是硬脆材料加工，具有非常好的效果。对于高压水切割技术来说，水是最主要的载体，在其压力的作用下，可以与动能结合到一起共同推动机械模具制造。该技术实际应用过程中，往往会采用射流方式对材料进行有效切割，并合理加压，然后连续输出水流，实现超音速水射流，使模具制造水平提升，外观更加精致。

5.结语

机械模具制造期间数控技术的应用是现代社会经济发展的结果，同时也是制造行业发展的必然趋势，借助数控技术，有助于计算机技术与微电子技术等手段的融合应用，共同发挥优势，从根本上提升技术管理创新水平，打破传统形式的机械模具制造模式，使制造技术全面升级，充分满足社会发展的个性化需求。具体来说，机械模具制造工作中，数控技术应用主要反映在合金零件数控加工、数控线切割、数控车削、数控铣等技术应用上，要求相关工作人员不断学习，熟练掌握技术操作流程，为数控技术有效应用奠定良好基础，增强数控技术应用效果，推进机械模具制造行业可持续发展。