刘爽

【摘要】 近些年来，我国的数控技术在模具制造上获得了广泛的应用，其在传统的加工设备以及制造方法上具有一定的局限性，因此，使用数控加工技术可以有效推进其发展，基于此，本文论述了数控加工技术在模具制造之中的具体应用。

【关键词】 数控加工；模具制造；应用

引言

模具是制造业中的一种重要的加工工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础，是一个国家工业发展的根基。用模具生产的最终产品，其价值一般是模具自身价值的几十倍到几百倍。在各行各业中，特别在航空、航天、机械、汽车、电子、电器、仪表、家用电器等产品之中大多数的零、部件都要依赖于模具成型，模具设计与制造的技术水平决定了最终产品的质量和经济效益，也显示了这个企业新产品研发能力和市场竞争能力。我国已加入国际世贸组织，正在由一个制造大国向制造强国发展，模具行业的发展将起到重要作用，模具行业的振兴和发展已经受到广泛的重视和关注，国家已经把模具工业列为机械工业改造和发展的重要工程项目。模具制造的基本要求是制造精度高、使用寿命长、制造周期短、模具成本低。模具制造的特点是制造质量要求高、形状复杂、材料硬度高、通常单件生产。目前，有各种各样的工艺及由这些工艺组合起来的新工艺来制造模具。这些工艺得以发展是由模具本身的复杂性和被加工材料的力学性能决定的。另外，为了提高生产自动化，加速模具制造速度和提高模具制造质量，出现了一些新工艺和设备。数控技术与数控机床给模具制造带来了巨大变化，数控技术已成为模具制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的关键技术，计算机辅助设计与辅助制造和计算机集成制造技术高速制造和智能化制造等，都是建立在数控技术之上的。数控技术是提高产品质量、提高劳动生产率的必不可少的物质手段。

1、模具数控加工的特点

1.1、模具制造为单件生产，每一副模具结构特点都具有一定的差异，且生产制造过程中，几乎没有重复开模的机会，因而在数编程以及机床控制方面都有较高的要求。在加工较为复杂的模具时，往往需要采用第三方机械软件进行自动编程而后有模具制造工艺人员进行修订。

1.2、模具的设计开发并非作为最终产品而出现，而是为新产品项目研发而服务的，因而在开发数量、开发时间等方面均不固定，制造随机性较强，因而模具设计制造人员应该具有较强的适应能力，并且需要具有丰富的实践经验。同时，对于模具型腔面的复杂加工来说，工艺要求加工腔型表面时必须达到足够的精度，尽量减少、最好能避免模具钳工修整和手工抛光工作。

1.3、模具制造中包含着特殊的机械加工。一般来说，模具的内部结构较为复杂中，对于尖角、肋条等部位，无法用机加工加工到位。另外某些特殊要求的产品，需要进行电火花加工，而电火花加工要用到电极。电极加工时需要设置放电间隙。模具电极通常采用纯铜或石墨，石墨具有易加工、电加工速度快、价格便宜的特点，但在数控加工时，石墨粉尘对机床的损害极大，要有专用的吸尘装置或者浸在液体中进行加工，需要用到专用数控石墨加工中心。

2、数控加工技术在模具制造中的应用

基于对模具数控加工的研究可知，模具制造中对于机械加工技术的要求较高，而数控加工作为现代化机械加工的方式能够满足于模具制造的特殊要求，特别是数字控制技术以及数控机床的精准度已经有所提高。在模具数控制造中，应用数控加工可以起到提高加工精度、缩短制造周期、降低制造成本的作用，同时由于数控加工的广泛应用，可以降低对模具钳工经验的过分依赖。因而数控加工在模具中的应用给模具制造带来了革命性的变化。当前，先进的模具制造企业都以数控加工为主来制造模具，并以数控加工为核心进行模具制造流程的安排。

2.1、计算机建模

按照客户的要求，将二维图纸转化为三维图纸，使用UG软件对虚拟模具进行分模，然后由编程人员根据数控机床的实际性能进行编程，将所编的程序转化格式类型，处理成数据机床能够自动识别的运行程序。应用虚拟的计算机模型代替传统的实物，具有很多的优点，不仅缩短了产品的研发周期，降低了产品的研发费用，而且在工程设计方面具有重要的意义。同时计算机建模时也要充分地考虑模具设计和加工工艺设计时应该注意的问题，把模具的加工余量、收缩余量等都要考虑在内。

2.2、模具的机械加工

模具的机械加工方法是选择合适的专用刀具进行必要的粗加工和精加工。刀具的选择直接影响着模具加工的质量、效率和成本，因此数控加工要合理地选择刀具。以模具的铣削加工为例，在铣削加工时常用的刀具有圆角立铣刀、平端立铣刀、锥度铣刀、球头刀等。在选择刀具时，一般以被加工模具的型面形状为依据。对于凹形表面，在粗加工时可以选择圆角立铣刀或平端立铣刀，而在精加工时则要选择球头刀，这样既能使不同的刀具物尽其用，又能获得极佳的表面效果；对于凸型表面，粗加工时选择圆角立铣刀或平端立铣刀都可以，但在精加工时考虑到圓角立铣刀的几何条件好，宜选择圆角立铣刀。此外，在选择刀具时也要遵循一定的原则，比如从大到小地选择刀具，粗加工时尽可能地选择圆角立铣刀等，遵循这些原则，不仅有利于保证模具加工的质量，而且大大延长了刀具的使用寿命。在选择好合适的刀具后，还要严格控制切削的参数以及工件坐标系的参数、加工安全平面的参数、加工余量的参数和后置处理的参数。同时根据被加工模具表面的几何特征，在保证模具精度的前提下，确定走刀方式和切削方式，尽量缩短切削时间，保证刀具的受力平稳。

3、模具技术的发展趋势

3.1、具有多功能的复合模具

这类模具是在多工位级进模的基础上进行开发研究的。多功能模具除了可以冲压成形的零件之外，还可以担负叠压、转位、铆接、攻丝等相关组装任务。通过这类多功能模具生产出的不再是单个的零件，而成为成批的组件。

3.2、模具产品更加精密，并且呈现出大型化趋势

随着工业生产水平以及一模多腔模具生产技术的发展，模具产品成形零件呈现大型化的趋势；而随着模具结构发展需求以及零件的微型化，使得模具的精度也由原来的5μm提高到现在的2～3μm，甚至有些模具加工精度要求在1μm以下，这就使得模具加工朝着超精的方向发展。

3.3、气体辅助注射模

通过气体辅助进行注射成型，属于一种塑料成型的新工艺技术。它不仅可以使制品的变形小，同时注射压力低，很容易成形，表面良好，壁厚的差异也较大，可以使产品的质量得到有效保证，并且能够大幅度地降低成本。

3.4、热流道模具技术

在塑料模具中，由于采用热流道技术，可以使模具制造质量和生产效率得到提高，并且能够节约很多能源以及原材料，因此，采用热流道技术是生产塑料模具的一大变革，在国外，已经很早就在使用热流道技术，收到了很好的效果。

3.5、快速经济模具

当前，快速经济模具在生产中占的比例越来越高。这是因为，一方面，制品的花样变化快，要求模具的生产周期越短越好；另一方面，制品的使用周期越来越短，品种更新速度快。

4、结语

随着数控技术和计算机软硬件技术的发展，在模具制造中应用数控加工技术，可以使模具的加工质量、生产效率得到更大的提高；并能缩短模具的制造周期，使生产成本降低，提高新产品的竞争力。因此，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，也自然成为模具先进制造技术发展的重点。

参考文献

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