朱佳敏

信陽技師學(xué)院 河南信陽 464000

機(jī)械模具在加工制造一些機(jī)械產(chǎn)品時(shí)能夠發(fā)揮出重要的作用，但是模具的加工制造過程卻是較為繁瑣復(fù)雜的，需要對(duì)多項(xiàng)加工工序的細(xì)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行優(yōu)化處理。一旦加工人員沒有處理好機(jī)械模具的加工細(xì)節(jié)，不僅會(huì)影響機(jī)械模具的加工效率，甚至還會(huì)造成機(jī)械模具的損壞。隨著數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī)械模具的加工處理模式得到良好的改善，不僅進(jìn)一步提高了機(jī)械模具的加工精度，同時(shí)還可以有效控制模具加工的柔韌性，從而大大優(yōu)化了機(jī)械模具的加工效率。為了使機(jī)械模具的加工制造水平得到進(jìn)一步的提升，深入研究機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用是一項(xiàng)極為必要的措施[1]。

1 數(shù)控加工技術(shù)概述

數(shù)控加工技術(shù)主要是在制造生產(chǎn)中，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)機(jī)床加工的部件進(jìn)行控制，以使制造生產(chǎn)的自動(dòng)化水平得到良好的提升。數(shù)控加工技術(shù)可以從軟件和硬件兩部分進(jìn)行介紹，針對(duì)軟件部分來講，主要是指數(shù)控加工技術(shù)中的程序編碼系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等。機(jī)械制造生產(chǎn)的過程中，需要通過程序編碼將系統(tǒng)的程序設(shè)置好，對(duì)部件制作的尺寸大小進(jìn)行明確，使用適合的制造材料，完成自動(dòng)化機(jī)械產(chǎn)品制造過程。在整體制造生產(chǎn)中，會(huì)產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)信息，在柔性制造系統(tǒng)中可以通過收集這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效應(yīng)用。另外，針對(duì)硬件部分來講，主要是指機(jī)械制造生產(chǎn)中使用的有關(guān)機(jī)床設(shè)備、其他設(shè)施等，是機(jī)械制造生產(chǎn)中的主要設(shè)施用具。在以往的機(jī)床加工制造中，主要是通過人工進(jìn)行操作，從而完成機(jī)械加工，而數(shù)控加工技術(shù)的使用，替代了部分人工操作，借助于傳感器和數(shù)據(jù)參數(shù)，就能夠進(jìn)行自動(dòng)化生產(chǎn)[2]。

2 機(jī)械模具的加工要求

為了更好的研究機(jī)械模具數(shù)控加工制造技術(shù)的應(yīng)用情況，我們必須對(duì)機(jī)械模具的加工工藝有一定的了解，尤其要掌握機(jī)械模具加工時(shí)的各項(xiàng)要求，只有在掌握應(yīng)用數(shù)控加工制造技術(shù)時(shí)，機(jī)械模具加工才能使該項(xiàng)加工技術(shù)發(fā)揮出最大的效率。首先，從機(jī)械模具的生產(chǎn)角度看，多數(shù)的機(jī)械模具加工制造，主要是為了滿足單一零件的生產(chǎn)需求。因此，在加工此類模具時(shí)容易浪費(fèi)大量的資源，同時(shí)還會(huì)引發(fā)其他的生產(chǎn)經(jīng)營問題。為了解決機(jī)械模具加工制造過程中的相關(guān)問題，加工人員必須在正式加工前，做好模具參數(shù)的記錄工作，有效利用采集的模具數(shù)據(jù)，通過相關(guān)的設(shè)計(jì)軟件，核實(shí)關(guān)鍵的數(shù)控加工參數(shù)，從而有效減少模具數(shù)控加工中出現(xiàn)的誤差問題和資源浪費(fèi)問題。其次，為了確保機(jī)械模具的數(shù)控加工質(zhì)量，加工操作人員必須做好模具的加工設(shè)計(jì)工作，在加工前對(duì)模具的加工設(shè)計(jì)方案進(jìn)行不斷的優(yōu)化和改進(jìn)，要盡量避免加工方案中存在較大的誤差問題，確保加工方案是最優(yōu)化的。最后，在加工精度和模具加工質(zhì)量問題上，加工人員需要做好數(shù)據(jù)信息的調(diào)控工作，要以高效便捷的方式獲取模具的各種數(shù)據(jù)信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)加工誤差的有效控制。此外，為了提高機(jī)械模具數(shù)控加工制造的質(zhì)量，加工設(shè)計(jì)人員應(yīng)當(dāng)在模具設(shè)計(jì)中熟練掌握不同的設(shè)計(jì)理念及其作用，并對(duì)加工方案的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)進(jìn)行有效探索[3]。

3 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

首先就是可以提高生產(chǎn)效率，數(shù)控加工技術(shù)是如今非常先進(jìn)的技術(shù)，此技術(shù)在以數(shù)字化中心控制系統(tǒng)為核心的基礎(chǔ)上，對(duì)制造機(jī)械模具的設(shè)備進(jìn)行高效控制，以此完成生產(chǎn)活動(dòng)，這樣不僅可以提高生產(chǎn)效率，還能保證其制造愈發(fā)精準(zhǔn)。和傳統(tǒng)加工技術(shù)相比，此技術(shù)的應(yīng)用范圍更加廣泛，對(duì)人力和相關(guān)物質(zhì)資源的要求更低，能夠最大程度實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)控制，規(guī)避傳統(tǒng)加工的弊端，縮短加工時(shí)長。其次就是自動(dòng)化生產(chǎn)，其實(shí)智能化和自動(dòng)化生產(chǎn)是工業(yè)生產(chǎn)的必然發(fā)展趨勢(shì)，而數(shù)控加工技術(shù)可以提高其自動(dòng)化水平。此技術(shù)可以在掌握生產(chǎn)機(jī)械模具真實(shí)情況的基礎(chǔ)上進(jìn)行管控，其數(shù)字化中心系統(tǒng)更加便捷高效，在管控其生產(chǎn)設(shè)備時(shí)完全可以根據(jù)其提前設(shè)定的生產(chǎn)指令與程序進(jìn)行生產(chǎn)。雖然傳統(tǒng)生產(chǎn)模式可以充分發(fā)揮其技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)優(yōu)勢(shì)，但是也會(huì)出現(xiàn)很多人為失誤，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成無法挽回的損失，提高了生產(chǎn)成本。但是此技術(shù)可以取代部分人工，既保證生產(chǎn)具有穩(wěn)定性，還能降低人力成本。最后就是可以提高產(chǎn)品的功能性，在制造機(jī)械模具容易受到多種因素影響，不僅增加突發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，還提高了生產(chǎn)難度，導(dǎo)致很多生產(chǎn)資源被浪費(fèi)。但是數(shù)控加工技術(shù)在實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的過程中，可以最大程度優(yōu)化其資源利用率，同時(shí)還能有效控制突發(fā)因素，保證模具質(zhì)量，以此提升制造企業(yè)的經(jīng)濟(jì)利潤[4]。

4 數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具加工制造中的應(yīng)用

4.1 外覆蓋件模具數(shù)控加工切削參數(shù)庫的建立

汽車外覆蓋件作為構(gòu)成汽車空間形狀的表面零件，不僅要具有足夠的剛性和尺寸的穩(wěn)定性，同時(shí)對(duì)外觀還有較高的要求。外覆蓋件的外觀要求表面平滑、棱線清晰，不允許有皺紋、劃傷、拉毛等表面缺陷，要保證有較高的尺寸精度，所以對(duì)外覆蓋件模具的加工質(zhì)量有較高的要求。對(duì)于外覆蓋件模具的數(shù)控加工，在粗加工工序，要盡量避免過切和欠切現(xiàn)象的發(fā)生。過切無法滿足產(chǎn)品的質(zhì)量要求，而欠切則會(huì)對(duì)后期加工的穩(wěn)定性、刀具的使用數(shù)量及加工效率產(chǎn)生一定的影響。在建立數(shù)控加工切削參數(shù)庫時(shí)，需要對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量、生產(chǎn)使用的機(jī)床參數(shù)及加工刀具的參數(shù)進(jìn)行分析，進(jìn)而整理成數(shù)據(jù)包。在粗加工階段，為了提升加工效率，可采用高進(jìn)給刀的形式，常會(huì)使用刀盤類銑刀或牛鼻刀。而在第二次粗加工時(shí)，多會(huì)使用整體硬質(zhì)合金刀具刀片式球頭銑刀。在確定刀具材料性能、加工參數(shù)及標(biāo)準(zhǔn)后，編程人員即可選擇刀具，具體使用哪種參數(shù)，會(huì)在數(shù)據(jù)庫中將相關(guān)參數(shù)賦值到程序代碼中。

4.2 數(shù)控銑削技術(shù)的合理應(yīng)用

數(shù)控銑削加工技術(shù)屬于整體數(shù)控加工領(lǐng)域中常見的方式，目前在我國模具制造領(lǐng)域中應(yīng)用的時(shí)間較長，已經(jīng)形成了成熟的加工機(jī)制，近年來，在科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的進(jìn)程中，模具制造加工期間使用數(shù)控銑削技術(shù)，不僅能夠增強(qiáng)復(fù)雜性零部件的加工效果，保證不規(guī)則類型、曲面類型零部件的加工質(zhì)量還能增強(qiáng)準(zhǔn)確度，和傳統(tǒng)的機(jī)械加工技術(shù)相比，制造的精確度更高，因此，在模具制造的過程中，應(yīng)重點(diǎn)運(yùn)用數(shù)控銑削技術(shù)，降低難度的同時(shí)，精確性的進(jìn)行復(fù)雜零部件批量生產(chǎn)，在短時(shí)間之內(nèi)保質(zhì)并且保量的完成任務(wù)[5]。

4.3 在模具加工精度提升中的應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床的程序化控制對(duì)加工精度和效率的提升起到較好的幫助。在一般的模具加工制造中，通常使用人工操作方式，這樣人為因素就會(huì)對(duì)加工品質(zhì)造成一定的影響，操作的偏差難以保證為零，而數(shù)控加工技術(shù)的應(yīng)用，可以替代人工操作的加工形式，降低人為操作因素對(duì)加工生產(chǎn)的影響。一般人為操作時(shí)機(jī)械模具的表面容易出現(xiàn)不平整的缺陷，而在加工制造中使用數(shù)控加工技術(shù)，可以通過控制程序來提高數(shù)控機(jī)床加工的精準(zhǔn)性，模具加工生產(chǎn)可以更好的實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。例如，數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用后，模具懸空時(shí)可以利用懸臂梁支撐，懸空的面積可以得到降低，出現(xiàn)震顫的情況就會(huì)減少。同樣在選擇加工的刀具時(shí)，對(duì)其直徑和長度尺寸需要進(jìn)行綜合的考量，盡可能的避免出現(xiàn)震顫，這樣模具加工生產(chǎn)的品質(zhì)會(huì)得到更好的保證[6]。

4.4 數(shù)據(jù)電火花加工技術(shù)的應(yīng)用

加工模具的核心要求之一就是不斷提高加工速度和效率，而想要實(shí)現(xiàn)此目的就是要看到數(shù)據(jù)電火花加工技術(shù)的重要性。但是在應(yīng)用時(shí)應(yīng)該注意到在制造特殊材料模具時(shí)，此技術(shù)會(huì)受到很強(qiáng)的局限性。根據(jù)此情況，技術(shù)人員的應(yīng)該采用周期控制方法，同時(shí)要關(guān)注間歇與脈寬。在使用該技術(shù)時(shí)，應(yīng)該先了解和掌握其制造的具體要求和情況，然后選擇更為合適的放電時(shí)間。如果發(fā)現(xiàn)脈寬數(shù)據(jù)與其最高電流都比較固定，那么間歇時(shí)間在發(fā)生變化的過程中電流也會(huì)隨之發(fā)生改變，但是在此階段如果電火花能力比較平穩(wěn)，那么即使間歇時(shí)間發(fā)生較大變化也不會(huì)讓金屬表面產(chǎn)生比較嚴(yán)重的影響，從而模具質(zhì)量也不會(huì)大幅降低。除此之外，在應(yīng)用過程中還應(yīng)該把控加工速率和模具表面的粗糙性，這樣就能讓機(jī)械模具加工符合要求。例如在處理其效時(shí)，將其周期控制在100us，脈沖值控制在40us，間歇值控制在60us，峰值為50A，那么就可以利用這些數(shù)值評(píng)估其頻率等數(shù)據(jù)，然后掌握其具體加工速度，從而提高控制效果。

4.5 數(shù)控優(yōu)化軟件的使用

數(shù)控優(yōu)化軟件的使用，可有效提升外覆蓋件模具加工中對(duì)切削力及加工殘留高度控制的穩(wěn)定性。通過數(shù)控優(yōu)化軟件，能夠避免數(shù)控加工中機(jī)床出現(xiàn)碰撞、工件過切及刀具折斷等現(xiàn)象，且通過加工仿真、程序驗(yàn)證及程序進(jìn)給優(yōu)化等，能夠降低在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行程序驗(yàn)證的繁瑣程度，有效提升機(jī)床加工效率。模具零件的加工尺寸能夠得到有效檢驗(yàn)，通過對(duì)整個(gè)數(shù)控加工過程的檢查，避免加工失誤的發(fā)生。在使用優(yōu)化軟件進(jìn)行數(shù)控加工的過程中，優(yōu)化軟件能夠根據(jù)模具的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)自行判定軌跡及數(shù)模之間的切削殘留量，通過增加刀路的方式來控制切削力及殘留高度。在以往的數(shù)控加工中，都是通過手動(dòng)控制的方式來調(diào)節(jié)進(jìn)給速度，在使用優(yōu)化軟件后，可在數(shù)控程序代碼中實(shí)現(xiàn)進(jìn)給速度調(diào)節(jié)，在自動(dòng)設(shè)定進(jìn)給速度的同時(shí)完成刀路優(yōu)化[7]。

4.6 數(shù)控車床加工技術(shù)

數(shù)控車床加工之前確定選擇刀具的合理性，排除因?yàn)榈毒叨嬖诘恼`差。普通情況下刀具誤差在10～15%范圍內(nèi)。同時(shí)根據(jù)工藝系統(tǒng)的鋼性、零件特征、技術(shù)要求等進(jìn)行綜合分析確定刀具與切削量，從而滿足不同加工要求，提高加工精度。選擇的刀具要保證強(qiáng)度與壽命，而且能夠具備良好的耐磨性與耐沖擊性等特征。在具體加工過程中采取合適方式來控制施工工藝，如統(tǒng)一外形、零件內(nèi)孔等。同時(shí)需要注意基準(zhǔn)的統(tǒng)一性，對(duì)工件進(jìn)行精準(zhǔn)定位，將工藝孔作為定位孔的基準(zhǔn)來保證加工質(zhì)量。數(shù)控車床的加工重點(diǎn)是要做好編程的技術(shù)控制，確定刀具前進(jìn)路線的準(zhǔn)確性來實(shí)現(xiàn)高精度加工，從而滿足市場(chǎng)需求。以實(shí)際加工生產(chǎn)為基礎(chǔ)，借助計(jì)算機(jī)軟件來構(gòu)建加工結(jié)構(gòu)的三維模型，采取數(shù)字化方式展示加工的各項(xiàng)參數(shù)。編程之間控制加工材質(zhì)的質(zhì)量，重視刀具外形控制、生產(chǎn)工藝控制等，為加工創(chuàng)造更好的條件。數(shù)控車床加工還需要合理控制加工路線，具體加工過程中應(yīng)該做好各方面控制。

4.7 CBN數(shù)控球頭銑刀在外覆蓋件模具中的應(yīng)用

數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具加工制造中的應(yīng)用，還表現(xiàn)在刀具的種類和型號(hào)的使用方面。對(duì)于外覆蓋件模具的拉延模和整形模，可使用CBN數(shù)控球頭銑刀，因?yàn)橥飧采w件模具成形零件的材料大多使用合金鑄鐵，而CBN數(shù)控球頭銑刀具有很高的硬度和耐磨性，且具有很高的熱穩(wěn)定性、高溫硬度、化學(xué)穩(wěn)定性，以及良好的導(dǎo)熱性和較低的摩擦系數(shù)，所以適合應(yīng)用于拉延模和整形模。在精加工完成后，刀具的磨損狀況正常，對(duì)于部分存在刃口和刀尖崩刃的刀片，雖然表現(xiàn)為正常磨損，但是已無法再次使用。使用CBN數(shù)控球頭銑刀，模具型面的精加工效率較高，且在轉(zhuǎn)速和進(jìn)給速度方面能夠達(dá)到機(jī)床允許的上限值。型面精加工的表面更加光亮，加工質(zhì)量較高。在型面精加工中不需要換刀操作，既節(jié)省了換刀時(shí)間，又降低了因?yàn)閾Q刀而引起的誤差。

5 優(yōu)化數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具制造中應(yīng)用的對(duì)策

5.1 優(yōu)化生產(chǎn)程序，提高生產(chǎn)效率

在生產(chǎn)和制造模具時(shí)應(yīng)該動(dòng)態(tài)性改善與優(yōu)化其程序，避免出現(xiàn)傳統(tǒng)僵化的生產(chǎn)制造觀念。但是其工作人員應(yīng)該注意，雖然創(chuàng)新其程序非常重要，但是不能過于脫離實(shí)際，要根據(jù)其具體要求和真實(shí)情況進(jìn)行調(diào)整。詳細(xì)來講就是，如今我國工業(yè)逐漸開始走上創(chuàng)新改革之路，不僅改變了傳統(tǒng)生產(chǎn)觀念、模式與技術(shù)，還看到了智能化、自動(dòng)化的時(shí)代發(fā)展趨勢(shì)。所以其技術(shù)人員既應(yīng)該掌握先進(jìn)的發(fā)展理念，激流勇進(jìn)、堅(jiān)持創(chuàng)新進(jìn)取，也應(yīng)該堅(jiān)持化繁為簡原則，在簡化且精致其程序的基礎(chǔ)上縮短生產(chǎn)周期，提高相關(guān)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

5.2 幾何誤差的精度控制技術(shù)

在機(jī)械模具加工的過程當(dāng)中主要是采用程序來進(jìn)行控制的，所以程序化也是數(shù)控加工工藝中的重要特點(diǎn)，而當(dāng)將機(jī)械模具設(shè)計(jì)出來時(shí)就需要對(duì)其進(jìn)行制造，而在制造的過程當(dāng)中，數(shù)控機(jī)床是會(huì)對(duì)機(jī)械模具的加工造成一定的影響，而這些影響都是不可避免的。而這些因素主要是通過影響數(shù)控機(jī)床的主軸旋轉(zhuǎn)，來影響機(jī)械模具的精度，這個(gè)原因也是機(jī)械模具加工過程當(dāng)中的最主要的原因。并且數(shù)控機(jī)床的主軸還會(huì)影響整個(gè)工作位置，當(dāng)將機(jī)械模具放到相應(yīng)機(jī)床上進(jìn)行加工的時(shí)候，主軸的旋轉(zhuǎn)會(huì)影響整個(gè)機(jī)械模具的放置的位置。

6 結(jié)語

總而言之，在現(xiàn)如今的社會(huì)發(fā)展形勢(shì)下，科技水平的快速提升推動(dòng)我國機(jī)械加工制造行業(yè)得到良好的發(fā)展。將數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械制造生產(chǎn)中，能夠使模具加工制造的效率和品質(zhì)得到更好的保證。因此需要對(duì)數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行不斷的升級(jí)優(yōu)化，更好的提升數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械模具加工中的應(yīng)用成效。未來數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展會(huì)朝著高效化、柔性化、集成化以及智能化方向發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)在機(jī)械加工制造中的應(yīng)用效果會(huì)更加突出。