廖春华

摘要：随着我国科学技术和社会经济的快速发展，计算机信息技术广泛应用于机械工程技术领域，数控技术在各个行业被推广和应用，尤其在机械制造业，数控技术已经被广泛使用，我国的数控技术应用还有很大发展空间，因此，对数控加工技术的进一步研究将对我国机械模具制造行业有着很大影响，本文阐述了机械模具制造领域中数控加工技术的应用并进行探究。

关键词：数控技术;机械制造;模具制造;生产应用

中图分类号：TG596                                      文献标识码：A                                  文章编号：1674-957X（2021）16-0165-02

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  模具生产制造过程的特点与要求

模具生产体现出多品种，小批量;生产周期短，任务急;涉及领域广，尺寸差异大等特征。为缩短模具生产周期，模具生产已经减少了钳工等手工操作，特别是复杂曲面型腔的手工加工，采用了数控镗床、数控仿形铣床、精密磨床、加工中心及数控电火花和数控线切割机床等来加工。對于多品种小批量生产使用的模具，也广泛采用快速制模技术，模具生产技术主要有以下三方面的要求：①扩大标准化程度，组织批量生产，以改善单件生产状态。②各类零件有各自精度要求，其模具工作部分的零件精度必须高于制件1～2个以上精度等级，并且达到产品零件的形状和力学、物理性能及使用性能等技术要求。③应采用高性能模具材料，为提高模具性能充分发挥高效生产的特点，通常采用高性能合金钢制造。

3  数控技术对机械制造行业的作用

3.1 减少加工时间

机械制造行业的改革和创新离不开数控技术的发展，传统的机械加工要完成一个零件的加工往往需要多个工序，多次装夹完成，极大的降低了产品的精度和质量，影响了企业的生产效率，机械制造业是我国经济支柱产业，起着推动国民经济发展的重要作用，因此，数控技术的研发和应用对提高企业的经济和社会效益起着至关重要的作用，数控技术的发展也推动着制造产业的发展。

3.2 提高了产品的精度

制造行业已经应用于人们日常生活的很大部分，人们对于产品质量和要求越来越高，在模具的制造过程中采用数控机床加工可以提高模具的精度，数控技术具有很大的灵活性、适配性，能满足人们多元化需求，对于形状复杂、精度要求更高的模具零件利用四轴、五轴加工中心配以自动换刀装置能有效的保证了各种产品的质量。实践经验表明，利用数控技术生产的产品，其尺寸、形位公差都能够达到很高的精度，足以满足当今市场对产品的需求。

3.3 降低劳动强度及提高生产率

采用数控技术应用于生产过程中能够减少加工时间及辅助时间，使机械加工作业更加合理，使车间自动化程度提高，节省了人工成本，在管理上更简洁，优化了车间人员管理环节，为企业降低管理成本，传统的机械制造生产线多数为半自动生产线，很多岗位的工作需要工人手动完成，比如说上料、下料、换刀、装夹定位等。数控、液压、传感器等高新技术的发展引起了制造业的变革，产品生产自动化，物料传送系统节省了加工过程辅助时间，同时减轻了劳动强度，提高了生产效率。

3.4 有效的推动制造业自动化的发展

当今社会经济发展速度不断加快，信息技术也飞速发展，制造行业与信息技术的结合已成必然趋势，市场需求及竞争也越来越激烈。数控加工技术推动了智能工业机器人、计算机控制技术、传感技术有效发展，面对产品个性化的要求和不断上涨的生产成本，提高生产灵活性已经是广大厂家迫切需求。柔性制造单元（FMC）和柔性制造系统（FMS）应运而生，这其实是数控加工的扩展与延伸。①柔性制造单元由一个或者多个数控机床或加工中心组成，一个单元可以根据不同工件自动更换模具或其他配件。②柔性制造系统是由数控加工设备、物料运储装置和计算机控制系统组成的自动化制造系统，它包括多个柔性单元，能根据制造任务或生产环境的变化迅速进行调整，适用于多品种、中小批量生产。

柔性制造技术是现代先进制造技术的统称，柔性制造技术集自动化技术、信息技术和制作加工技术于一体，以往工厂企业中相互孤立的工程设计、制造、经营管理等过程，在计算机、软件和数据库的支持下，构成一个有机整体。因此，深入研究数控技术在械制造行业的应用对我国制造业的发展起到举足轻重的作用。

4  机械模具的加工方法及适用范围

根据模具形状的复杂程度，加工制造可以采用不同的方法。对于形状复杂的型腔和凹模型孔等零件的加工，通常以机械加工和电加工为主。另一部分零件，可采用超声波加工、化学及电加工、点解磨削、挤压成型、铸造成型等加工方法。目前模具都采用特种加工技术。由于该技术精度高，生产效率高且安全可靠，所以得到了广泛的应用。

4.1 数控电火花加工

电火花加工是利用电、热能量对金属进行加工的方法，依靠放电时对局部、瞬时产生高温把金属去除掉。它在模具制造中主要用于加工用切削加工方法难以加工的凹模型孔，采用电火花加工可以不用镶拼结构，而采用整体结构，这样既可以节约模具设计和制造工时，又能提高凹模强度，但是加工中电极的损耗影响加工精度，难以达到小的表面粗糙度，要获得小的棱边和尖角也比较困难。随着电火花加工技术的日臻完善，这些问题将会逐步解决。

4.2 数控线切割加工

数控线切割加工是用线状电极（铜丝或钼丝）靠火花放电对工件进行切割，故称电火花切割。数控线切割主要用于制造平面形状的模具零件，如冲模、拉拔模、成形刀具外形、各种样板、凸轮等。随着锥度切割功能的发展，包括上下异性面在内的立体形状加工也迅猛增加。

4.3 数控机床加工

数控技术广泛应用于各种数控设备中，模具的尺寸精度、形状、位置要求都很高，因此采用数控机床生产模具成为当今主要方法之一，不同的模具采用不同的加工方法，具有曲面结构、凹凸槽结构的模具用数控铣床加工，凸模在机械模具的加工中广泛使用，像冲裁模圆形用数控车床加工。现代数控机床因为其特有的高精度、高灵敏度，驱动电机采用伺服电机驱动，拥有高速切削性能，配上高速切削刀具能够快速、稳定的加工出相应的模具，随着CAM技术的发展还可以对需要加工的模具进行模拟切削对工件进行刀具轨迹规划、和瞬时切削情况进行调整，确保效率最大化。

5  数控加工技术在机械、模具制造中的应用列举

5.1 数控技术、工业机器人技术运用于工业生产

在现代工业化生产中，确保生产安全是首要考虑的因素。工业生产过程中的各种自动化作业操作系统是以自动计算机操作为主要驱动控制源，再结合自动控制处理单元、驱动控制单元和其他执行控制机构共同发挥作用从而形成一个新的自动化操作体系，工业机器人主要应用于材料加工、零件制造、产品检验和装配。其中零件制造包括锻造、焊接等。检验产品表面质量和几何形状、零件的尺寸。装配、紧固零件等工序。它不仅能有效达到企业信息战术技能和管理规范，最主要的特点是使它能有效确保企业安全生产，提高企业工作效率。

5.2 在汽车制造行业的应用

当前我国汽车行业市场发展迅速，人们日常生活对汽车的使用需求越来越大，汽车生产企业更加重视汽车制造业的现代化发展，信息技术与传感技术等高新技术越来越多应用在汽车身上，汽车制造企业必须跟随科技的发展进行创新，创建多元化生产线，例如发动机汽缸盖和机体零件都很复杂，通过数控加工中心的生产线可以生产出高质量的发动机零件，采用精密铸造方式生产的毛坯精度很高，对于关键零部件的部分尺寸检测采用三坐标测量仪、探伤技术等先进的检测仪器保证零部件的质量，这些都和信息技术与数控技术密不可分，借助于数控技术，尤其是对于大型汽车专用零部件的设计加工与制造组装来说，数控技术及其机器人自动化的广泛应用最为显著，汽车装配无人工厂就是集数控技术、智能机器人等一体的柔性制造生产线。

5.3 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打印技術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。

6  结束语

综上所述，数控技术所发挥的积极作用是值得肯定的，在很多领域都起到借鉴和辅助作用，特别是机械制造行业，对于柔性制造系统和生产线是很重要的角色，机械制造业要处于世界先进水平，数控技术、智能制造、机器人等相关领域的技术必须有更多突破，我国机械制造行业朝着高新技术的领域不断实现创新发展，让我国机械制造生产行业逐渐实现自动化、集成化与智能化发展，带动国家经济的全面发展，提升我国在国际中的地位。

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