基于数控加工技术在先进模具制造中的实践研究

商丘技师学院 朱艳 段好运

前言

随着科技的发展，数字化技术愈来愈成熟从而促进社会发展，数控加工技术打破了传统技术的局限性，主要由数字化技术和网络系统来操控制造模具的仪器，进行相关模具材料的加工。时代飞速发展，人们对于模具的种类、质量、数量等一系列参数要求愈发严格，数控加工技术可以有效解决这一难题。工作人员不仅要有过硬的实操能力还要深刻研究其制造仪器，为今后模具的发展贡献力量。

1 数控加工技术

数控加工技术是一种新型发展的技术，简单来说就是一种自动化、数字化的控制技术，数控加工技术包含在数字信息化技术中，最与众不同的地方就在于自动化技术，所以在制造模具的过程中，工作人员可以高效科学合理进行操作仪器设备[1]。越来越多的产品制造都需要数控加工技术，其多样化产品的需求量日益上升以及各种企业的革新都离不开数控加工技术，现在社会上的市场竞争尤为激烈，能够高效地制作出产品，其产品性能好，价格实惠等因素都是能够在市场竞争中拔得头筹的关键因素，数控加工技术对于今后发展的好处是巨大的。它可以有效减短制造模具的生产时间，保障产品的质量与生产效率，数控加工技术的优势显著，生产行业的快速发展需要数控加工技术的有力支撑。

数控加工技术主要有两个方面的应用技术，一方面是数控编程技术另一方面是数控机床加工工艺技术。这两方面的技术各不相同，各自发挥的作用也有千丝万缕的联系，二者互相配合，以求数控技术的精准程度。同时这两方面的技术也是数控加工技术重要的硬件设施[2]。为了高效发挥数控机床的性能，提高加工产品的质量，数控编程发挥着巨大作用。

2 数控加工原理与设备组成

2.1 数控加工的原理

数字控制简称为NC，全称为Numerical Control。这种技术在目前的使用频率是较大的，其自动控制技术较为发达。数控加工技术的操作方法较为简单，主要是由操作仪器上的软件来驱动，对不不同的数控机床只需要编程不同的软件就可以实践操作，所以数控机床的硬件设备都差异不大，使用较为普遍，这被专家称为CNC机床。

2.2 数控机床的自动控制

数控机床的自动控制主要为主轴的转速、进给速度的快慢、产品工具和刀件之间的相对运动以及操作控制、更换刀具的时间控制、开关冷却功能的控制、机床部分零件的调换及调整等等。

2.3 数控机床的构成

控制介质、伺服系统、机床本体、数控装置等几部分构成了数控机床。其中机床本体被称为数控机床的主体，它要保障机床在操作及运作时所有零件的齐全，主轴、进给系统、床身等机械零件构成了机床本体。控制介质是数控机床的信息载体，它的存在形式主要为U盘、磁盘等载体，是用于记录各种加工信息的工具，他可以转换输出装置中的指令信息，将其转换为数控装置可以识别的独特信号，将这种信号传递到数控装置里[3]。运算器、控制器、输出装置以及输入装置这四个部分构成了数控装置，信息载体可以给输入装置发送各种自己收到的信息，在经过译码之后将信息传递给控制器，这时候运算器开始运作，这些都是控制和运算的最开始数据[4]。由进给传动装置和伺服驱动装置构成的系统称为伺服系统，是作为数控系统的执行手段，机械传动部分以及执行部分在机床上共同作用，组成了主轴伺服系统和进给伺服系统，当数控装置收到指令发出一个脉冲时，伺服系统就会命令机床的部件进行一定量的移动单位。

3 数控加工技术的特点

大多数加工的模具都很精密较为复杂且加工数量多，商家的要求变化较快，数控加工技术可以有效解决以上问题，自动化的机床可以灵活、高效率地生产，所以越来越多的工厂使用数控加工技术，其主要特点如下。

3.1 自动化水平高，降低工人工作强度

在传统的生产过程当中人力资源占据大部分成本，再加上生产零件较为精细，耗费时间精力，而且只要工作人员精力不集中零件就会报废，质量无法得到百分百的保障，阻碍了企业的健康发展[5]。只要输入编程程序数控机床就可以自动完成指令，生产流程简单一体化，工作人员只需要在一旁监督机器是否运行正常即可，数控加工技术的出现大大缩减了制造时间，有效提升了整体制造效率。

3.2 制造精度、质量可以得到保证

数控机床自身条件非常优越，其刚度、精度都非常高，零件加工时的尺寸在制造时不易出现差错，这有效减少了工作人员的误差。

3.3 制造产品效率高

从上文可知数控机床的功率、刚度大，所以它可以仅在一次的装夹中完成多道程序的加工，大大缩短生产线。

3.4 有利于产品的更新

产品的变化日新月异，当商家有新的要求时数控机床也可以满足商家新的需求，只需要在制造之前修改机床的编制程序就可以做到产品的更新，这种技术的出现对更新速度快，生产需求量较大的产品来说提供了巨大的便利。

3.5 有利于计算机辅助制造的实施

CAD/CAM是计算机辅助以及制造的简称，这种制造在汽车、航空航天、船只等方面广受好评。计算机辅助制造的基础就是数控加工技术。

但是数控加工技术不止全是优点，也有一些缺点[6]。数控机床本身价格非常昂贵，加工成本也很高，同时准备加工时间较为冗长，一旦产品加工完成没办法调整。基于以上缺点工作人员还需要钻研进行调制。

4 数控机床的实际应用

数控机床较为适合生产批次量小品种繁多、精度要求严格结构复杂多变、频繁改变产品类型、不能废弃且价格高昂、需求周期较短加急生产的零件，随着科技的发展，设计师的超前设计也可以尽最大努力完成，现在人们为了生活的便利，大多数产品都是用塑料来生产的，塑料产品的好处就是可以让数控机床较为精准地完成形态的调整，改变其产品的构造，但是不能用数控加工技术进行直接加工。

在具体生产模具的操作过程中，首先根据客户的要求绘画设计图纸，和现有的模具进行对比，设置操作系统的数据和信息，直至达到可以生产出设计图纸中的模具数据为止，为了提高产品的精细程度，准确计算产品的弯度、拐角角度等数值，然后准确计算组装零件位置的大小和组装零件的角度，利用计算机程序控制工具精准安装。工作人员需要多次重复操作，保障安装位置误差最小使用坐标来准确定位。看一个产品是否优秀，产品质量是最关键的，其次便是生产效率，若是生产过慢导致时间成本过高也不划算[7]。所以工作人员在进行组装零件时也要注意加工时间，在保证组装零件准确的情况下，编制代码提高生产秩序，经过数据调查显示，一般数控加工技术越优秀其生产流程就越便利高效，反之生产质量就越低，数控加工技术在先进模具制造中潜力和作用都是巨大的。

使用适当的数控机床是生产优质模具的关键，因为模具的不同所以数控机床的种类也非常多，例如激光加工技术、光化学腐蚀加工技术、电火花加工技术、点火光线切割加工技术、数控车削加工技术、数控磨削加工技术等等，为了降低模具的生产成本，就要及时进行模具的分类，以求高效生产。对于一些机械结构复杂的零件来说，模具的原料也需要谨慎选择，通过对模具科学合理的分类之后就可以根据不同类型的模具进行相应的打磨工具，这样可以避免重复替换数控机床的生产程序，有效提升生产效率。

5 数控加工技术对生产模具产生的影响分析

5.1 提升生产模具效率和市场竞争力

当社会生产力提高时，模具的制造地位也越来越高，企业的营业利润等都和生产模具的质量和周期挂钩，企业想要更长久健康的发展就必须提高制造模具的精细程度缩短生产模具的时间。高速切削加工技术可以帮助企业在激烈的市场竞争中脱颖而出，这种技术可以快速生产模具零件，但不是所有模具的高效生产都依靠于高速切削技术。

5.2 数控加工技术可以加工高难度的曲线及曲面

普通机床进行零件加工时对于较为复杂的曲线及曲面操作有所不便，多轴精度联动的效果没办法呈现，但是数控机床的出现可以有效解决这一问题，目前我国加工中心的数控机床可以实现五轴联动操作的实施，相信随着科技的发展，数控机床的操作系统会越来越先进，更多轴的联动操作在不久的将来也定会实现[8]。多轴联动操作可以让机床刀具的灵活性更强，各式各样的曲线和曲面的生产都变得便利起来。

5.3 零件加工的精细程度增强

数控加工技术的出现扩大了生产材料的选择范围，部分零件生产要求的材料较为复杂，例如稀有金属、稀有非金属材料或有机材料等，都是可以根据设计事先开展加工，提高模具的质量。

5.4 促进数控加工技术的发展

随着社会的发展，客户对于模具的要求也越来越高，从某种程度上数控加工技术也有一定的压力，在实际生产过程中，计算机技术不断发展，数控加工技术随之崛起，根据商家的更新要求，数控加工技术也在不断更新，那些简单的工艺产品数控加工技术自是不在话下，快速准确地完成加工是它的特点，在这个基础上数控加工技术还可以完成复杂，生产困难的零件模具，这些都是数控加工技术慢慢突破的过程。

5.5 推动技术型人才的培养

科技发展神速，数字化信息的更新速度非常快，再加上数控加工技术的普及，工厂里工作人员就会减少，管理人员会留下技术型人才，重复机械的工作由机床就可以完成，所以人才的需求量日益增大[9]。相关工作人员需要提升自己才能站稳脚跟，在从事数控加工这方面的工作就必须进行专业的指导和学习，为了拥有强硬的实践操作能力，企业需要定期组织工作人员学习及考核，开展讲座，交流工作心得，工作人员需要及时学习理论知识以及操作技能，数控加工技术发展日新月异，工作人员也需要跟上时代的脚步，知道计算机语言，操作原理和实践过程烂熟于心，整体提高工作人员的工作素养，有利于企业健康长久的营业，促进现代化生产进程。

5.6 扩宽生产间的业务

在传统生产模具的过程中，同一生产线上工作人员过多，工作程序太过复杂，还有很多问题导致在制造模具的过程当中质量不理想，例如工作人员的实践能力不充足，制造技术不成熟、生产车间环境不适于工作人员工作等等因素都会导致模具的残次品数量增多[10]。数控加工技术可以有效解决，同时当删改提出更多模具方案，利用数控加工技术也可以扩宽企业业务的门路，尽量满足客户的需求。

6 结语

本文着重论述数控加工技术的特点、应用、基本内容及相关优势的分析，数控加工技术在模具生产过程中的应用、生产模具的创新等方面。综上所述，数控加工技术已是未来生产模具的主流模式，发展速度相当快，发展前景较为理想，投资力度也非常可观。使用计算机技术和编程语言会使生产变得更为精准化、科学化、现代化及规范化，注重工作人员工作素养和专业能力的提升，提高社会化生产效率，有利于扩大企业发展的规模，促进现代化生产的发展。