浅谈数控技术在模具设计中的应用

黄剑亮

摘要：随着国民经济的发展以及科学技术的不断更新进步，人们的生活、工业、通讯以及建筑领域中都离不开模具制造，模具制造业对人们生活及经济发展的影响越来越重要。数控技术是一门集计算机技术、自动化控制技术、测量技术、现代模具制造技术、微电子技术、信息处理技术等多学科交叉的综合技术。它的出现给模具制造带来了新的突破和发展空间，因其本身的复杂性以及应用的广泛性，在发展过程中未免存在一些问题，本文将进行深入探讨。

关键词：模具设计；数控技术；机械自动化；发展现状

作为国民经济发展和现代化建设的基础性行业，随着现代社会工业化进程的不断加快，工业生产的需要也在不断增大，机械设计的技术水平也在不断的更新进步。模具制造工具作为工业生产的基础方式，其奠基作用是无可替代的，现代模具制造行业的发展也是一国的综合国力和技术水平的很好体现，模具制造业是一个国家综合国力的重要组成部分，对国民经济的发展有着重大影响。数控技术作为现代工业领域中一项重要的高新技术，对制造业的发展有着十分重要的促进作用。

一、模具制造在工业领域发展中存在的问题

1.1传统技术遗留问题严重

由于我国模具制造业起步晚，很多技术是从国外引进过来的，沉重的经济负担使得我国模具制造业在国际竞争中处于被动地位，在加上目前我国模具制造市场中一些劣质的工具产品严重扰乱了市场秩序，这种恶性的竞争使我国模具制造业发展明显后劲不足。目前，在我国模具制造行业依然存在很多传统落后的技术及辅具，落后的技术导致产品的质量问题严重，制造技术难以跟进市场产品需求等一系列现象，在竞争日益激烈的市场环境下，传统生产技术没有竞争力，难以把握市场份额。

1.2产业结构不合理

虽然数控技术已经被广泛的应用，但是我国却没有一个很完善的模具制造业和技术的发展体系，大部分的先进技术还是直接引进先进国家的成果，使我国模具制造业在国际上处于被动低位，而无创新性可言。这样就会导致很多问题的发生，譬如信息服务业与软件比重不平衡、数据库产业规模小及集成电路产业在发展速度与经济效益方面要远远低于国外企业。

1.3技术人才匮乏

模具制造业产业是一个资金与人才密集型的产业，由于我国模具制造业起步晚，加上长期以来缺乏培养这方面人才的体制机制，随着信息产业的飞速发展，这种的矛盾越来越明显和深化。我国长期以来一些关键性的电子元件主要依靠进口，从某种程度上来说，严重影响了模具制造业品牌的创建及创新能力的发挥，很多企业缺乏专利意识，在市场竞争中明显处于被动地位。

二、数控技术在模具设计中的作用体现

2.1降低了劳动强度

数字信息化技术的采用，大大提高了数控机床的数字化程度，相较于传统的机床加工而言，不但大幅度降低了劳动强度，而且提高了生产效率。在自动化技术的前提下，生产加工一体化进行，形成了流水线的生产模式，各个部分的操作人员只需要按步骤和标准要求操作即可，从而节省了人力成本，降低了劳动强度，缩短了生产周期，促进了模具生产企业经济效益的提高。

2.2加工精度的提高确保了产品质量

传统加工技术工艺落后、不成熟，导致产品质量粗糙、废品率极高，不能满足现代生产生活中对模具高精度和形状复杂度的要求。而数控技术的实现是通过数字化信息系统，结合多种先进软件，在程序的运行操作过程中输入精确的数字信息来完成，这就提高了加工的精确度，使最终生产出来的模具产品质量得到保證。

2.3提高了加工技术水平

数控加工技术对操作人员有很高的专业要求，需要操作人员掌握相关的计算机基础知识和机床的机械原理等。在现代数控模具制造业中，技术人员需要掌握的数控加工语言有ATL语言和NC语言。只有选拔具备相关专业技术知识和操作经验的技术人员来从事数控加工工作，才能够不断推动数控加工技术在模具制造加工中的应用，降低操作错误率。所以相较于传统的模具制造加工人员，数控加工技术人员具有更加专业的水平，更能推动模具制造行业的快速发展。

三、模具设计中数控技术的主要应用方向

3.1模具设计的高精度化和复杂形状要求

随着数字信息化技术和数控机床技术的不断发展，自动化数控机床，如数控铣床、数控电加工成型机床、数控线切割机床和精密加工中心等，被大量引进到模具制造行业中，大大解决了型腔模具对大量空间曲面的要求问题，同时也扩大了模具加工材料的范围，难加工的材料、形状复杂质地薄脆的材料以及贵重金属材料的模具加工都可以通过数控电加工机床完成，这就满足了加工的需要和对加工精度的要求。普通数控机床的加工精度已经由10μm提高到了5μm，精密级加工中心的加工精度从3～5μm提高到了1～1.5μm，超精密加工精度在数控技术不断提高和完善的条件下已经进入纳米级，这些精度都是传统加工机床和传统加工工艺无法达到的。数控技术对模具复杂形状的模拟和精密计算，也使得模具复杂形状的加工成为可能。

3.2高速切削提高生产效率和产品竞争力

在模具制造行业中，新产品的开发、研制及生产都要围绕提高生产效率和缩短生产周期2个方面来进行，数控加工技术中的高速切削技术是一个重要的数控加工技术，高速切削技术一般具有工件温升低、加工平稳、加工质量好、可加工硬质材料和加工效率高等特点，特别是加工效率，一般可达到传统铣削加工速度的5～10倍之多，因此在数控加工技术普及到模具制造过程中时，高速切削技术被高度重视。用高速铣削机床对大中型模具进行加工的精度可以达到0.01mm，高速切削技术的进给速度和换刀时间能够保证加工模具的质量，从而提高产品的市场竞争力。

3.3实现模具制造生产的网络化和智能化

随着数控机床网络化、智能化程度的日益提高，模具制造行业对数控装备进行信息化、智能化和网络化的改造，将从很大程度上解决模具制造行业对生产线、制造系统、制造企业实现信息集成的需求问题。数控加工技术的智能化发展能够满足现代工业对模具制造复杂形状的要求，如空间曲面、变斜角类零件等，若无法通过传统的模具加工工艺完成，就可以根据数控技术智能化的特点，利用CAD/CAM等软件先进行自动编程，之后再运用网络将数据传输给数控机床进行相应的加工。数控机床的智能化和网络化编程效率极高，精度准确，出错率极低，能够提高模具的制造质量及生产效率。

四、结论

综上所述，模具制造业已经成为我国国民经济的一大支柱产业，不断的应用在社会生活以及工业发展之中，数控技术是制造业实现自动化、数字化、柔性化、信息化、集成化、网络化的基础，对制造业起着举足轻重的作用，有着广泛的应用领域和广阔的应用前景。我们要在实践中不断总结创新，增强以模具制造业为核心技术的研发能力，更好的应用在生活以及工业发展之中，提高人们的生活水平以及促进国民经济的快速发展。

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