【文章內(nèi)容簡介】 射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標準化和模具標準件的應用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時對壓鑄模的壽命和復雜 程度也將提出越來越高的要求；九是塑料模具的比例將不斷增大；十是模具技術含量將不斷提高，中高檔模具比例將不斷增大，這也是產(chǎn)品結構調(diào)整所導致的模具市場未來走勢的變化。 11 二 數(shù)控模具 ㈠ ﹑ 數(shù)控加工的特點與應用 數(shù)字技術是制造業(yè)信息化工程的關鍵技術之一，數(shù)控加工是現(xiàn)代制造重要的組成部分。自 1952 年在美國出現(xiàn)了世界上第一臺數(shù)控銑床，按控制器的技術發(fā)展至今已經(jīng)歷了 5 代，同時，數(shù)控編程技術也從手工編程發(fā)展到自動編程。早期的數(shù)控程序由手工編寫，只能針對點位加工或幾何形狀不太復雜的零件。自動編程是 用計算機來協(xié)助完成數(shù)控加工編程編制，又從 APT（ Automatically Programmed Tool）語言編程發(fā)展到如今的圖像編程。 20 世紀 70 年代，由于貝塞爾（ Bezier）曲線算法、 B 樣條曲線算法的提出，達索（ DASSAULT）飛機制造公司推出了含有三維曲面功能的造型系統(tǒng) CATIA 軟件，推動了 CAD 和 CAM 向一體化的方向發(fā)展。近年來，在 CAD/CAE/CAM 一體化概念的基礎上，又逐步形成了計算機集成制造（ CIMS）的概念，向著集成化、智能化、可視化、虛擬化的方向躍進。 在加工制造方面，近年有資料顯 示，在歐美日等發(fā)達國家中，現(xiàn)代制造業(yè)的數(shù)控化率達 3570％，而我國只有不到 1％ 。加入 WTO 以后，國內(nèi)制造業(yè)開始了前所未有的發(fā)展，并快速成為全球重要的制造基地， 2021 年以來每年新增各類數(shù)控設備在 5 萬臺套以上，并以 35％的速度持續(xù)增長。隨著急速跟進的跨躍式的技術升級，業(yè)內(nèi)對掌握數(shù)控編程、加工等現(xiàn)代制造技術的新型人才也形成了巨大的需求。 數(shù)控加工是指在數(shù)控機床上進行自動加工零件的一種工藝方法。數(shù)控機床加工零件時，將編制好的零件加工數(shù)控程序，輸入到數(shù)控裝置中，再由數(shù)控裝置控制機床主運動的變速、啟停、進給運動的 方向、速度和位移大小，以及其他諸如刀具選擇交換、工件夾緊松開和冷卻潤滑的啟、停等動作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴格地按照數(shù)控程序規(guī)定的順序、路程和參數(shù)進行工作，從而加工出形狀、尺寸與精度符合要求的零件。 數(shù)控加工 是一種現(xiàn)代化的加工手段。同時數(shù)控加工技術也成為一個國家制造業(yè)發(fā)展的標志。利用數(shù)控加工技術可以完成很多以前不能完成的曲面零件的加工 ,而且加工的準確性和精度都可以得到很好的保證?？傮w上說 ,和傳統(tǒng)的機械加工手段相比數(shù)控加工技術具有以下優(yōu)點 : 12 加工效率高 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復雜的曲面。而加工 過程是由計算機控制 ,所以零件的互換性強 ,加工的速度快。 加工精度高 同傳統(tǒng)的加工設備相比 ,數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動裝置 ,提高分辨率 ,減少了人為誤差 ,因此加工的效率可以得到很大的提高。 勞動強度低 由于采用了自動控制方式 ,也就是說加工的全部過程是由數(shù)控系統(tǒng)完成 ,不象傳統(tǒng)加工手段那樣煩瑣 ,操作者在數(shù)控機床工作時 ,只需要監(jiān)視設備的運行狀態(tài)。所以勞動強度很低。 適應能力強 數(shù)控加工系統(tǒng)就象計算機一樣 ,可以通過調(diào)整部分參數(shù)達到修改或改變其運作方式 ,因此加工的范圍可以得到很大的擴展。 工作環(huán)境好 數(shù)控加工機床 是機械控制、強電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物 ,對機床的運行溫度、濕度及環(huán)境都有較高的要求。 就業(yè)容易、待遇高 由于我國處于數(shù)控加工技術的大力發(fā)展階段 ,大量的數(shù)控機床和先進的加工手段的快速引進 ,卻沒有大量熟練數(shù)控技術操作的人員參與 ,因此造成該行業(yè)嚴重缺乏人才。 ㈡ ﹑ 模具與數(shù)控加工的關系 數(shù)控技術是用于加工模具的一種方式。 在制造模具的眾多工序中，進行模具的加工是最主要環(huán)節(jié)，模具的精度決定了加工出來的產(chǎn)品的精度， 而在傳統(tǒng)的機械加工中，其技術性能遠遠落后于數(shù)控加工，在數(shù)控加工中，不僅可以提高加工產(chǎn)品的效率， 也可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量， 在未來的數(shù)控加工系統(tǒng)中，其發(fā)展趨勢為智能化和數(shù)字化，由原來的一人一臺機床轉(zhuǎn)向到一人多臺機床，大大降低了人工成本。 數(shù)控機床作為一種高效率的設備 ,欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動化的特點 ,除了必須掌握機床的性能、特點及操作方法外 ,還應在編程前進行詳細的工藝分析和確定合理的加工工藝 ,以得到最優(yōu)的加工方案。 13 Mastercam 軟件是世界上應用最普遍最富競爭力的 CAD/CAE/CAM 軟件之一，在制造業(yè)的各個領域，在模具制造等有著日益廣泛的應用，已成為這些行業(yè)中不可缺少的加工技術。 Mastercam 軟件中的制造模塊在模具制造中發(fā)揮著它獨有的優(yōu)勢，其中的數(shù)控編程又是一項實用性很強的技術。 隨著 計算 機技術的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開始了根本性變革，各 工業(yè) 發(fā)達國家投入巨資，對 現(xiàn)代 制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中，數(shù)控技術是關鍵技術，它集微 電子 、計算機、信息處理、自動檢測、自動控制等高新技術于一體，具有高精度、高效率、柔性自動化等特點，對制造業(yè)實現(xiàn)柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術正在發(fā)生根本性變革，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實時動態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎上，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經(jīng) 網(wǎng)絡 等多學科技術，數(shù)控系統(tǒng)實現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調(diào)節(jié)與補償各項參數(shù)，實現(xiàn)了在線診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡化基礎上，CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機床聯(lián)網(wǎng)，實現(xiàn)了中央集中控制的群控加工 。 14 三 數(shù)控在模具中的發(fā)展與前景 ㈠ ﹑ 數(shù)控技術在模具中的作用 數(shù)控加工的方式很多，包括數(shù)控銑加工、數(shù)控電火花加工、數(shù)控電火花線切割、數(shù)控車削加工、數(shù)控磨削加工以及其他一些數(shù)控加工方式，這些加工方式，為模具提供了豐富的生產(chǎn)手段。根據(jù)其特點，可以將模具分為許多類，每一類模具，都有其最合適的加工方式。因此，在實際生產(chǎn)中，必須合理分類，找到最適合的加工方式，以降低成本，提高生產(chǎn)率。 對于旋轉(zhuǎn)類模具，一般采用數(shù)控車削加工，如車外圓、車孔、車平面、車錐面等。酒瓶、酒杯、保齡球、方向盤等模具，都可以采用數(shù)控車削加工。對于復雜 的外形輪廓或帶曲面模具，電火花成型加工用電極，一般采用數(shù)控銑加工，如注塑模、壓鑄模等，都可以采用數(shù)銑加工。對于微細復雜形狀、特殊材料模具、塑料鑲拼型腔及嵌件、帶異形槽的模具，都可以采用數(shù)控電火花線切割加工。模具的型腔、型孔，可以采用數(shù)控電火花成型加工，包括各種塑料模，橡膠模、鍛模、壓鑄模、壓延拉深模等。對精度要求較高的解析幾何曲面，可以采用數(shù)控磨削加工 。 在制造模具模板是的工藝分析，根具其特點，確定模板的加工 方式和加工工序，必要時可以采用特殊的 加工 方式 ，采用數(shù)控車床或加工中心，可以達到一人操作幾臺或多臺機床 ，只要完成對刀工作后就可以自動加工，利用數(shù)控加工可以達到非規(guī)則曲面加工，有的數(shù)控機床可以達到多軸聯(lián)動，與傳統(tǒng)的機械加工相比較，數(shù)控加工有著不可卓越的優(yōu)點，當然，凡事有利必有弊， 數(shù)控加工 需要專業(yè)的數(shù)控編程人員，需要專業(yè)的三維建模軟件，培養(yǎng)專業(yè)的技術人才可以有效地發(fā)展數(shù)控技術， 提高公司的生產(chǎn)質(zhì)量和產(chǎn)量。 模具在成型之后 ，其尺寸未能達到技術要求，根據(jù)其三維模型軟件生成的數(shù)控代碼，將成形模具 固定到數(shù)控機床上進行精確的數(shù)控加工已達到要求尺寸和表面粗糙度 ， 零件運用數(shù)控機床加工可以快速的實現(xiàn)準確的定位和精準的切削，同時還 可以實現(xiàn)提高效率 。 1﹑ 數(shù)控加工概 述 15 數(shù)字控制簡稱數(shù)控，是近代發(fā)展起來的一種自動控制技術，是用數(shù)字化信息實現(xiàn)機械設 備控制的一種方法，在數(shù)控加工技術方面得到了廣泛的應用。 隨著科學技術的不斷發(fā)展，社會對產(chǎn)品多樣化的要求日益強烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，復雜形狀的零件越來越多，精度要求也越來越高。另外，激烈的市場競爭要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來越短，傳統(tǒng)的加工設備和制造方法已難于適 應這種多樣化、柔性化與復雜形狀零件的高效、高質(zhì)量加工要求。因此 .近幾十年來，能有效解決復雜、精密、小 批多變零件加工問題的數(shù)控加工技術得到了迅速發(fā)展和廣泛運用，使制造技術發(fā)生了根本性的變化。一般來說，數(shù)控加工技術涉及數(shù)控機床加工工藝和數(shù)控編程技術 2個方面。數(shù)控機床是數(shù)控加工的硬件基礎，其性能對加工效率、精度等方面具有決定性的影響。高速、高效和高精度是數(shù)控機床技術發(fā)展的目標。零件加工程序的編制是實現(xiàn)數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié)，對于產(chǎn)品質(zhì)量的控制有著重要的作用。特別是對于復雜零件加工，其編程工作的重要性甚至超過數(shù)控機床本身。數(shù)控編程所追求的目標是如何更有效地獲得滿足各種零件加工要求的高質(zhì)量數(shù)控加工程序，以便充分發(fā)揮數(shù)控 機床的性能，獲得更高的加工效率和質(zhì)量。傳統(tǒng)機床與數(shù)控機床比較如圖 1所示，數(shù)控機床加工具有如 下特點： ⑴ ﹑ 加工精度高。加工質(zhì)量穩(wěn)定 數(shù)控機床的核心裝置是數(shù)控裝置， 由印刷電路板、紙帶閱讀機、鍵盒、 CRT顯示器等硬件以及很多軟件組成，還有零件程序可輸入數(shù)字，可完成輸入信息的存儲、數(shù)據(jù)的變換、插補運算以及實現(xiàn)各種控制功能 正是由于有這樣的核心數(shù)控裝置，因其精度遠高于傳統(tǒng)機床，所以加品的質(zhì)量也就高于傳統(tǒng)機床加工的產(chǎn)品，且質(zhì)量穩(wěn)定。 ⑵ ﹑ 可進行多坐標的聯(lián)動，加工復雜零件 驅(qū)動裝置是數(shù)控機床執(zhí)行機構的驅(qū)動部件，這個 驅(qū)動裝置由主軸驅(qū)動單元、進給單元、主軸電機及進給電機組成。通過電氣或電液伺服系統(tǒng)實現(xiàn)主軸和進給驅(qū)動且是在數(shù)控裝置的控制下。幾個進給聯(lián)動時，可以完成定位、直線、平面曲線和空間曲線的加工。 ⑶ ﹑ 生產(chǎn)效率高 加工零件通過數(shù)字化控制，從而使生產(chǎn)加工工具一體化，其全由數(shù)字化流程控制。相對于傳統(tǒng)加工機床，大大減少了生產(chǎn)單位產(chǎn)品的工作時間，從而提高數(shù)字機床加工產(chǎn)品的工作效率，以加工中心為例，加工中心是帶有刀庫和自動換刀裝置的～種高度自動化的多功能數(shù)控機床。工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，能對 2個以 上的表面完成多種工序的加 工，并且有多種換刀或選刀功能，從而使生產(chǎn)效率大大提高。 16 ⑷ ﹑ 自動化程度高，減輕勞動強度 數(shù)控自動化機床是機械加工制作，且是數(shù)字化控制。操作工人的勞動強度則會減輕，有利于提高數(shù)控機床加工工具的效率，也有利于提高品的質(zhì)量，更有利于提升數(shù)控機床企業(yè)的生產(chǎn)效益，從而壯大企業(yè)。 ⑸ ﹑ 對操作人員的素質(zhì)和技術要求高 數(shù)控機床不同于傳統(tǒng)機床，數(shù)字化控制不僅要懂計算機操作，而且還要懂數(shù)控加工語言。數(shù)控加工語言分為 ATL語言和 NC語言。 ATL語言由 CAM 軟件產(chǎn)生，用來描述刀具運行軌跡的一種說明性語言，并且可在 CAM 軟件 里逐行進行加工仿真模擬。 NC語言由后置處理器產(chǎn)生，是實際輸入機床的加工語言。 NC程序也可以直接在數(shù)控機床上編寫。主要有加工代碼、輔助功能代碼、刀具代碼、主軸轉(zhuǎn)速和切屑速度代碼。這些都是高技術的專業(yè)知識，只有具備高技能的專業(yè)人員才能對數(shù)控機床進行操作。 2﹑ 數(shù)控加工技術在模具制造中的應用 數(shù)控加工的方式很多，包括數(shù)控銑加工、數(shù)控電火花加工、數(shù)控電火花線切割、數(shù)控車削加工、數(shù)控磨削加工以及其他一些數(shù)控加工方式，這些加工方式，為模具提供了豐富的生產(chǎn)手段。根據(jù)其特點，可以將模具分為許多類，每一類模具，都有其最合適 的加工方式。因此，實際生產(chǎn)中，必須合理分類，找到最適合的加工方式，以降低成本，提高生產(chǎn)率。對于旋轉(zhuǎn)類模具，一般采用數(shù)控車削加工，如車外圓、車孔、車平面、車錐面等。酒瓶、酒杯、保齡球、方向盤等模具，都可以采用數(shù)控車削加工。對于復雜的外形輪廓或帶曲面模具，電火花成型加工