数控加工技术在模具制造中的应用研究

李华波

摘要：随着制造业信息化的不断深入，数控加工技术开始引入到模具制造的过程中，并成为模具制造业的重要技术支持。数控加工技术在模具制造业中发挥着极大的作用，提高产品生产效率的同时，保证了产品的质量与精度，为企业带来了最大化的效益。本文介绍了数控加工技术的同时，详细的分析了数控加工技术在模具制造中的应用优势与特点，具有一定参考借鉴价值。

关键词：数控加工技术;机械模具;制造;运用

0  引言

随着社会的不断进步与科技的不断发展，全球工业化水平得到了提高，制造业开始向着信息技术的方向发展，数控加工技术成为了制造业信息化发展的具体体现。为提高工业制造效率;提高产品准确性与质量，数控加工技术开始为机械模具制造提供新的技术支持。目前，车削、铣削、电火花加工等技术在机械模具制造中广泛普及。机械模具在众多的制造业生产中，发挥着重要的使用功能，这就决定了对机械模具的结构、特性等方面具有极高的加工技术。因此，探究數控加工技术在模具制造中的应用，具有重要的研究意义与研究价值。

1  数控加工技术原理与应用特征

1.1 原理

数控加工技术是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。数控加工技术的应用可以分为两部分：软件和硬件。软件主要是指在数控技术中所使用的计算机系统、程序编码等。在这个体系下，根据设计尺寸，材料和所加工组件的其他元素的要求，在机械化加工之前，首先进行程序编码的撰写工作，然后在编码程序的进行下，开始机械自动化加工生产。硬件主要是指数控机床及其辅助设施。数控机床是实现数控加工技术的基础，与需要手动控制生产过程的传统机床的特性不同，数控机床的多种类型的传感器可以用作参数的输入和输出部分，这有利于形成具有灵活性的自动化程序。

1.2 应用特征

随着数控加工技术的不断发展与普及，数控加工技术开始呈现出自动化、集中化、柔性化等方面的应用特征。首先，数控加工技术高度自动化的特征使其具备更佳的性能。不仅提高了生产效率与质量，还节省了人力资源。其次，数控加工技术集中化的生产方式，大大的缩短了制造的时间，同时，该技术将各个程序之间的间隔缩短，将生产程序集中化处理，这就解决了空间问题，节省了占地资源，在相对较小的厂房，也依然可以实现集中化的大规模生产。最后，数控加工技术的柔性化，在一定程度上，很好的解决了目前面临的矛盾。工人对传统加工方法的熟练程度以及机床的应用范围导致生产线的灵活性不足，这通常需要大规模生产单个产品来摊销成本改善了传统的加工方式。而数控加工的智能化在一定程度上解决了规模与柔性的矛盾，具有一定的优势，顺应时代发展的需求。

2  数控加工技术在模具应用中的作用和特点

2.1 提高产品质量和效率

数控加工技术在应用上具有高度自动化的特点，与传统的加工技术相比，它在产品的加工制造上准确性更好、精细度更佳。该技术采用的是数字信息系统，它可以对产品进行精确的切割制造，避免了人为操作的失误。数控加工技术在模具应用中，大大的提高了加工产品的质量与生产效率，缩短了加工产品的时间，加快了产品的生产周期循环。

2.2 降低劳动成本

数控技术在模具加工制造的应用中，其高度自动化的特点，使模具加工制造过程无需人工操作，大大的节省了人力资源，降低了劳动成本。

2.3 降低生产难度

在模具制造中，往往需要制造很多复杂的模具。在以前制造业不发达的时候，采用传统的人力切割制造，对于精细、复杂的产品，难免会出现不可控制的失误，也存在着很对难以解决的问题。随着工业化的发展，数据加工技术的出现，很好的解决的以前的困难，它在产品的加工制造上，准确性更好、精细度更佳，之前被认为复杂的工序和工作都可以解决。数控技术在模具制造上，减少了人为操作，避免了不可控因素，降低生产难度。

2.4 需要专业的知识水平

数控加工技术虽然高度自动化，降低了劳动成本与生产的难度，但与此同时，相比传统的技术而言，它需要操作人员具有更专业的知识水平。数控技术在实际的应用中，采用的是数字信息系统，将自动控制和信息数字化相结合。因此，数控加工技术要求操作人员需要熟练的掌握程序的操作与控制。计算机、机床方面的控制与操作的掌握程度是决定模具质量的基础，相关人员只有具备熟练的专业知识，才能够更好的使用设备，发挥最大效益。

3  数控加工技术在模具生产过程中的应用

3.1 便于模具分类

在模具加工和生产之前，首要的工作是将模具进行分类。数控电火花加工、数控电火花线切割、数控车削等都是常见的加工分类。根据分类的不用，来匹配适合的机床进行下一步的加工制造。但在实际的应用中，数控加工技术具有兼容性的特点，便于模具的分类。这就简化了生产程序，提高了生产效率。

3.2 生产技术精进

由于数控加工技术采用的是数字信息系统，将数控加工技术应用到模具生产中，可以改进传统的生产技术。通过先进的计算机技术来控制加工机床，生产复杂的模具。如今，计算机技术已经得到了飞速的发展，数控技术也得到了极大的提升。模具的生产效率与质量也越来越高，生产技术不断精进，攻克了很多技术难题。数控加工技术的出现，使得一些工艺技术要求较高的模具得到了集中化的加工制造。在专业人才培养的过程中，数控加工技术已经成为现在实训内容的首要目标。

3.3 加工程序优化

数控加工技术在模具制造中的应用，通常情况下会受到加工程序因素的影响。优化的加工程序得到的模具制造也就更加高质量，加工水平也就越高，这将会给企业带到最大化的利益。因此，在数控加工技术的信息程序设计中，程序设计人员需要从实际情况考虑。从产品的加工程序、加工时间、加工工艺出发，不断的调试与优化，设计出最佳的执行程序。这样才能实现高效率、高质量、高效益发展。

3.4 可精度加工

在模具加工制作中，一些程序需要操作人员进行操作。比如在进行换面加工、衔接加工等程序时，需要人工进行换取操作，这就不可避免的会产生一些误差，将会影响模具的精准度。数控加工技术在模具加工中是高度自动化的，采用数字信息系统，因此可以减少人工操作带来的误差。在主轴定性化基准下，可严格明确各类刀具等部位的功能，同时，在参数信息的设定下，各项加工部件将严格按照数据指令来运行，以提高模具产品的精准性。但是，这并不代表精确度是百分百的，在长期的工作运行下，机械设备磨损也会带来一定的误差，因此。相关技术人员需要对数控加工机械设备进行定期的检查与维修，结合实际情况，对误差进行分析，不断的调试仪器设备，才能够保障模具的精准度。

3.5 机械模具的仿真驗证

数控加工技术可以极大的降低误差，提高模具的精准度。但是也需要考虑实际的环境因素。在实际加工生产模具的过程中，不可避免的会发生一些摩擦与碰撞等突发情况，因此，在数控加工生产之前，程序员对设备进行编码程序后，需要进行仿真模拟进行验证。根据实际生产条件下的环境与加工动态进展进行模拟设计。

结合运动学原理建立三维运动场景，结合实际情况编制完整的控制程序。将加工指令导入编程中，开始扫描模拟，生成显示结果。为了确保实验的准确性，需要将计算过程与布尔减预算同时处于相互独立的状态。需要注意的是，NC文件解析过程中还需要注意扫面体的构造。与此同时，启动插补运算功能，等候验证结果生成。通过动态图像的变化，分析数控加工程序在模具加工制造存在的问题。

4  数控加工技术在机械模具制造中的应用要点

4.1 特征处理要点

数控加工技术在机械模具制造中需要注意三类特征处理，即圆角、倒角和孔的特征处理。在实际操作过程中，特征处理过程主要分为识别和简化两步。不同特征的简化既可以选择整体化的方案，也可以选择分布处理的方式进行。根据模具制造的实际情况合理利用。以下将展开进行说明。

首先是圆角的处理，秉持着条件匹配的原则，需要从二边流形体的维度提取特征。在具体的操作中，还需要对圆角从边界角度进行分类，将其分成类柱圆角和普通圆柱。将模具的曲率、曲面半径等作为指标对不同圆角的特征进行界定。

其次是倒角的处理，可提取其长度、广度等作为特征指标进行，特征处理时可以将边替换为锥面或平面。需要注意的是实践中生成的倒角特征往往呈现为带状几何结构。

最后是孔的处理，一般将孔的内环作为特征进行提取。内环特征主要指入口处的直径等参数，特征处理应注意对方向性的判断。还需要注意其向支持面的延伸特征以便进一步区分、识别。

4.2 实体建模要点

数控加工技术在机械模具制造进行编码程序后，需要进行仿真模拟进行验证。需要注意实体建模。实体建模是仿真验证的关键一步。在实体建模中，程序人员可以选择边界、构造或空间分割等不同方法进行。在边界法进行时，具有数据小、速度快的优势，但缺少必要的整体性描述。在构造法进行时，具有光栅处理速度快的优势。但存在边界的描述不足。最有效的方法是空间分隔法，其中最为常见的八叉树表示法对复杂的机械模具建模更加有效。

在实体建模的过程中，需要大量的数据进行模拟运算。耗时长、占用内存大，因此对于内存资源不足的设备会出现验证速度卡顿的情况，影响生产的进度。但是如果过度的简化数据，将会影响仿真模拟的精准度。因此，实际操作中，我们要具体情况具体分析，实现精度与效度的平衡。

5  结语

社会的不断进步与科技的不断发展，使得全球工业化水平得到了提高，数控技术的推广和使用使得模具制造行业得到了长足的发展与进步。采用数字信息系统，以高度自动化、集中化和柔性化等方面的应用特征，大大的提高了产品制造效率;提高了产品制造的准确性与质量;降低了人力资源;加快了生产速度;促进了企业的最大效益化。数控技术在模具制造方面的发展，具有便于模具分类、生产技术精进、加工程序优化、可精度加工的特点，使得数控技术成为模具制造业的重要技术支持。总之，数控加工技术具有广阔的应用前景与价值。

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