【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 射成型等工藝的模具將有較大發(fā)展；六是模具標(biāo)準(zhǔn)化和模具標(biāo)準(zhǔn)件的應(yīng)用將日漸廣泛；七是快速經(jīng)濟(jì)模具的前景十分廣闊；八是壓鑄模的比例將不斷提高，同時(shí)對(duì)壓鑄模的壽命和復(fù)雜 程度也將提出越來(lái)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(shù)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(jié)構(gòu)調(diào)整所導(dǎo)致的模具市場(chǎng)未來(lái)走勢(shì)的變化。 11 二 數(shù)控模具 ㈠ ﹑ 數(shù)控加工的特點(diǎn)與應(yīng)用 數(shù)字技術(shù)是制造業(yè)信息化工程的關(guān)鍵技術(shù)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(guó)出現(xiàn)了世界上第一臺(tái)數(shù)控銑床，按控制器的技術(shù)發(fā)展至今已經(jīng)歷了 5 代，同時(shí)，數(shù)控編程技術(shù)也從手工編程發(fā)展到自動(dòng)編程。早期的數(shù)控程序由手工編寫(xiě)，只能針對(duì)點(diǎn)位加工或幾何形狀不太復(fù)雜的零件。自動(dòng)編程是 用計(jì)算機(jī)來(lái)協(xié)助完成數(shù)控加工編程編制，又從 APT（ Automatically Programmed Tool）語(yǔ)言編程發(fā)展到如今的圖像編程。 20 世紀(jì) 70 年代，由于貝塞爾（ Bezier）曲線(xiàn)算法、 B 樣條曲線(xiàn)算法的提出，達(dá)索（ DASSAULT）飛機(jī)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(dòng)了 CAD 和 CAM 向一體化的方向發(fā)展。近年來(lái)，在 CAD/CAE/CAM 一體化概念的基礎(chǔ)上，又逐步形成了計(jì)算機(jī)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(jìn)。 在加工制造方面，近年有資料顯 示，在歐美日等發(fā)達(dá)國(guó)家中，現(xiàn)代制造業(yè)的數(shù)控化率達(dá) 3570％，而我國(guó)只有不到 1％ 。加入 WTO 以后，國(guó)內(nèi)制造業(yè)開(kāi)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(lái)每年新增各類(lèi)數(shù)控設(shè)備在 5 萬(wàn)臺(tái)套以上，并以 35％的速度持續(xù)增長(zhǎng)。隨著急速跟進(jìn)的跨躍式的技術(shù)升級(jí)，業(yè)內(nèi)對(duì)掌握數(shù)控編程、加工等現(xiàn)代制造技術(shù)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(jī)床上進(jìn)行自動(dòng)加工零件的一種工藝方法。數(shù)控機(jī)床加工零件時(shí)，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(jī)床主運(yùn)動(dòng)的變速、啟停、進(jìn)給運(yùn)動(dòng)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(kāi)和冷卻潤(rùn)滑的啟、停等動(dòng)作，使刀具與工件及其他輔助裝置嚴(yán)格地按照數(shù)控程序規(guī)定的順序、路程和參數(shù)進(jìn)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(shí)數(shù)控加工技術(shù)也成為一個(gè)國(guó)家制造業(yè)發(fā)展的標(biāo)志。利用數(shù)控加工技術(shù)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(zhǔn)確性和精度都可以得到很好的保證。總體上說(shuō) ,和傳統(tǒng)的機(jī)械加工手段相比數(shù)控加工技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn) : 12 加工效率高 利用數(shù)字化的控制手段可以加工復(fù)雜的曲面。而加工 過(guò)程是由計(jì)算機(jī)控制 ,所以零件的互換性強(qiáng) ,加工的速度快。 加工精度高 同傳統(tǒng)的加工設(shè)備相比 ,數(shù)控系統(tǒng)優(yōu)化了傳動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度低 由于采用了自動(dòng)控制方式 ,也就是說(shuō)加工的全部過(guò)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(jī)床工作時(shí) ,只需要監(jiān)視設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)。所以勞動(dòng)強(qiáng)度很低。 適應(yīng)能力強(qiáng) 數(shù)控加工系統(tǒng)就象計(jì)算機(jī)一樣 ,可以通過(guò)調(diào)整部分參數(shù)達(dá)到修改或改變其運(yùn)作方式 ,因此加工的范圍可以得到很大的擴(kuò)展。 工作環(huán)境好 數(shù)控加工機(jī)床 是機(jī)械控制、強(qiáng)電控制、弱電控制為一體高科技產(chǎn)物 ,對(duì)機(jī)床的運(yùn)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(guó)處于數(shù)控加工技術(shù)的大力發(fā)展階段 ,大量的數(shù)控機(jī)床和先進(jìn)的加工手段的快速引進(jìn) ,卻沒(méi)有大量熟練數(shù)控技術(shù)操作的人員參與 ,因此造成該行業(yè)嚴(yán)重缺乏人才。 ㈡ ﹑ 模具與數(shù)控加工的關(guān)系 數(shù)控技術(shù)是用于加工模具的一種方式。 在制造模具的眾多工序中，進(jìn)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(lái)的產(chǎn)品的精度， 而在傳統(tǒng)的機(jī)械加工中，其技術(shù)性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)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(lái)的數(shù)控加工系統(tǒng)中，其發(fā)展趨勢(shì)為智能化和數(shù)字化，由原來(lái)的一人一臺(tái)機(jī)床轉(zhuǎn)向到一人多臺(tái)機(jī)床，大大降低了人工成本。 數(shù)控機(jī)床作為一種高效率的設(shè)備 ,欲充分發(fā)揮其高性能、高精度和高自動(dòng)化的特點(diǎn) ,除了必須掌握機(jī)床的性能、特點(diǎn)及操作方法外 ,還應(yīng)在編程前進(jìn)行詳細(xì)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(yīng)用最普遍最富競(jìng)爭(zhēng)力的 CAD/CAE/CAM 軟件之一，在制造業(yè)的各個(gè)領(lǐng)域，在模具制造等有著日益廣泛的應(yīng)用，已成為這些行業(yè)中不可缺少的加工技術(shù)。 Mastercam 軟件中的制造模塊在模具制造中發(fā)揮著它獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)，其中的數(shù)控編程又是一項(xiàng)實(shí)用性很強(qiáng)的技術(shù)。 隨著 計(jì)算 機(jī)技術(shù)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的制造業(yè)開(kāi)始了根本性變革，各 工業(yè) 發(fā)達(dá)國(guó)家投入巨資，對(duì) 現(xiàn)代 制造技術(shù)進(jìn)行研究開(kāi)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(shù)是關(guān)鍵技術(shù)，它集微 電子 、計(jì)算機(jī)、信息處理、自動(dòng)檢測(cè)、自動(dòng)控制等高新技術(shù)于一體，具有高精度、高效率、柔性自動(dòng)化等特點(diǎn)，對(duì)制造業(yè)實(shí)現(xiàn)柔性自動(dòng)化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數(shù)控技術(shù)正在發(fā)生根本性變革，由專(zhuān)用型封閉式開(kāi)環(huán)控制模式向通用型開(kāi)放式實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)全閉環(huán)控制模式發(fā)展。在集成化基礎(chǔ)上，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了超薄型、超小型化；在智能化基礎(chǔ)上，綜合了計(jì)算機(jī)、多媒體、模糊控制、神經(jīng) 網(wǎng)絡(luò) 等多學(xué)科技術(shù)，數(shù)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了高速、高精、高效控制，加工過(guò)程中可以自動(dòng)修正、調(diào)節(jié)與補(bǔ)償各項(xiàng)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)診斷和智能化故障處理；在網(wǎng)絡(luò)化基礎(chǔ)上，CAD/CAM 與數(shù)控系統(tǒng)集成為一體，機(jī)床聯(lián)網(wǎng)，實(shí)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(shù)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(xiàn)切割、數(shù)控車(chē)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(diǎn)，可以將模具分為許多類(lèi)，每一類(lèi)模具，都有其最合適的加工方式。因此，在實(shí)際生產(chǎn)中，必須合理分類(lèi)，找到最適合的加工方式，以降低成本，提高生產(chǎn)率。 對(duì)于旋轉(zhuǎn)類(lèi)模具，一般采用數(shù)控車(chē)削加工，如車(chē)外圓、車(chē)孔、車(chē)平面、車(chē)錐面等。酒瓶、酒杯、保齡球、方向盤(pán)等模具，都可以采用數(shù)控車(chē)削加工。對(duì)于復(fù)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(duì)于微細(xì)復(fù)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(xiàn)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(duì)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(diǎn)，確定模板的加工 方式和加工工序，必要時(shí)可以采用特殊的 加工 方式 ，采用數(shù)控車(chē)床或加工中心，可以達(dá)到一人操作幾臺(tái)或多臺(tái)機(jī)床 ，只要完成對(duì)刀工作后就可以自動(dòng)加工，利用數(shù)控加工可以達(dá)到非規(guī)則曲面加工，有的數(shù)控機(jī)床可以達(dá)到多軸聯(lián)動(dòng)，與傳統(tǒng)的機(jī)械加工相比較，數(shù)控加工有著不可卓越的優(yōu)點(diǎn)，當(dāng)然，凡事有利必有弊， 數(shù)控加工 需要專(zhuān)業(yè)的數(shù)控編程人員，需要專(zhuān)業(yè)的三維建模軟件，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)的技術(shù)人才可以有效地發(fā)展數(shù)控技術(shù)， 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(dá)到技術(shù)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(jī)床上進(jìn)行精確的數(shù)控加工已達(dá)到要求尺寸和表面粗糙度 ， 零件運(yùn)用數(shù)控機(jī)床加工可以快速的實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的定位和精準(zhǔn)的切削，同時(shí)還 可以實(shí)現(xiàn)提高效率 。 1﹑ 數(shù)控加工概 述 15 數(shù)字控制簡(jiǎn)稱(chēng)數(shù)控，是近代發(fā)展起來(lái)的一種自動(dòng)控制技術(shù)，是用數(shù)字化信息實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè) 備控制的一種方法，在數(shù)控加工技術(shù)方面得到了廣泛的應(yīng)用。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)產(chǎn)品多樣化的要求日益強(qiáng)烈，產(chǎn)品更新?lián)Q代越來(lái)越快，多品種、中小批量生產(chǎn)的比重明顯增加，復(fù)雜形狀的零件越來(lái)越多，精度要求也越來(lái)越高。另外，激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)要求產(chǎn)品研制生產(chǎn)周期越來(lái)越短，傳統(tǒng)的加工設(shè)備和制造方法已難于適 應(yīng)這種多樣化、柔性化與復(fù)雜形狀零件的高效、高質(zhì)量加工要求。因此 .近幾十年來(lái)，能有效解決復(fù)雜、精密、小 批多變零件加工問(wèn)題的數(shù)控加工技術(shù)得到了迅速發(fā)展和廣泛運(yùn)用，使制造技術(shù)發(fā)生了根本性的變化。一般來(lái)說(shuō)，數(shù)控加工技術(shù)涉及數(shù)控機(jī)床加工工藝和數(shù)控編程技術(shù) 2個(gè)方面。數(shù)控機(jī)床是數(shù)控加工的硬件基礎(chǔ)，其性能對(duì)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(jī)床技術(shù)發(fā)展的目標(biāo)。零件加工程序的編制是實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工的重要環(huán)節(jié)，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量的控制有著重要的作用。特別是對(duì)于復(fù)雜零件加工，其編程工作的重要性甚至超過(guò)數(shù)控機(jī)床本身。數(shù)控編程所追求的目標(biāo)是如何更有效地獲得滿(mǎn)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(jī)床的性能，獲得更高的加工效率和質(zhì)量。傳統(tǒng)機(jī)床與數(shù)控機(jī)床比較如圖 1所示，數(shù)控機(jī)床加工具有如 下特點(diǎn)： ⑴ ﹑ 加工精度高。加工質(zhì)量穩(wěn)定 數(shù)控機(jī)床的核心裝置是數(shù)控裝置， 由印刷電路板、紙帶閱讀機(jī)、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(chǔ)、數(shù)據(jù)的變換、插補(bǔ)運(yùn)算以及實(shí)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(yuǎn)高于傳統(tǒng)機(jī)床，所以加品的質(zhì)量也就高于傳統(tǒng)機(jī)床加工的產(chǎn)品，且質(zhì)量穩(wěn)定。 ⑵ ﹑ 可進(jìn)行多坐標(biāo)的聯(lián)動(dòng)，加工復(fù)雜零件 驅(qū)動(dòng)裝置是數(shù)控機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)部件，這個(gè) 驅(qū)動(dòng)裝置由主軸驅(qū)動(dòng)單元、進(jìn)給單元、主軸電機(jī)及進(jìn)給電機(jī)組成。通過(guò)電氣或電液伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)主軸和進(jìn)給驅(qū)動(dòng)且是在數(shù)控裝置的控制下。幾個(gè)進(jìn)給聯(lián)動(dòng)時(shí)，可以完成定位、直線(xiàn)、平面曲線(xiàn)和空間曲線(xiàn)的加工。 ⑶ ﹑ 生產(chǎn)效率高 加工零件通過(guò)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(duì)于傳統(tǒng)加工機(jī)床，大大減少了生產(chǎn)單位產(chǎn)品的工作時(shí)間，從而提高數(shù)字機(jī)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(kù)和自動(dòng)換刀裝置的～種高度自動(dòng)化的多功能數(shù)控機(jī)床。工件在加工中心上經(jīng)一次裝夾后，能對(duì) 2個(gè)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(dòng)化程度高，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度 數(shù)控自動(dòng)化機(jī)床是機(jī)械加工制作，且是數(shù)字化控制。操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度則會(huì)減輕，有利于提高數(shù)控機(jī)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(jī)床企業(yè)的生產(chǎn)效益，從而壯大企業(yè)。 ⑸ ﹑ 對(duì)操作人員的素質(zhì)和技術(shù)要求高 數(shù)控機(jī)床不同于傳統(tǒng)機(jī)床，數(shù)字化控制不僅要懂計(jì)算機(jī)操作，而且還要懂?dāng)?shù)控加工語(yǔ)言。數(shù)控加工語(yǔ)言分為 ATL語(yǔ)言和 NC語(yǔ)言。 ATL語(yǔ)言由 CAM 軟件產(chǎn)生，用來(lái)描述刀具運(yùn)行軌跡的一種說(shuō)明性語(yǔ)言，并且可在 CAM 軟件 里逐行進(jìn)行加工仿真模擬。 NC語(yǔ)言由后置處理器產(chǎn)生，是實(shí)際輸入機(jī)床的加工語(yǔ)言。 NC程序也可以直接在數(shù)控機(jī)床上編寫(xiě)。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(shù)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，只有具備高技能的專(zhuān)業(yè)人員才能對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行操作。 2﹑ 數(shù)控加工技術(shù)在模具制造中的應(yīng)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(xiàn)切割、數(shù)控車(chē)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(diǎn)，可以將模具分為許多類(lèi)，每一類(lèi)模具，都有其最合適 的加工方式。因此，實(shí)際生產(chǎn)中，必須合理分類(lèi)，找到最適合的加工方式，以降低成本，提高生產(chǎn)率。對(duì)于旋轉(zhuǎn)類(lèi)模具，一般采用數(shù)控車(chē)削加工，如車(chē)外圓、車(chē)孔、車(chē)平面、車(chē)錐面等。酒瓶、酒杯、保齡球、方向盤(pán)等模具，都可以采用數(shù)控車(chē)削加工。對(duì)于復(fù)雜的外形輪廓或帶曲面模具，電火花成型加工