数控加工技术在机械模具加工制造中的应用

数控加工技术在机械模具加工制造中的应用

赵连营

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摘要：机械模具制造是机械行业发展中十分重要的一部分，现如今机械模具制造逐渐朝向多样化、复杂化以及高精度化方向发展，传统的机械加工方式已经无法满足当下的模具制造需求，为此必须要充分发挥数控加工技术优势，不仅要对现有数控加工技术进行优化和改进，同时也需要不断引进新型的数控加工技术，推动数控加工技术与机械模具制造的深层次的结合，在确保模具制造精度的同时，也能够得到良好的模具加工速度，促使我国机械模具制造水平向更高水平发展。

关键词：数控加工技术；机械模具；加工制造；应用

1机械模具数控加工制造技术使用要求

1.1明确模具产品的结构特点

与批量生产的产品种类相比，机械模具一般都是以单件形式生产，所以，加工制造出来的每个机械模具产品都有一定的差异，每个产品也都有各自的结构和特点。对于产品来说，机械模具数控加工制造技术的使用过程中，首先要了解产品的基本特点，在此基础上，才能提升工作效率与质量。其次需要测量和记录产品尺寸，然后了解产品对环境的适应能力与材料加工方法等内容。在产品数量不断变多的前提下，人们也越来越注重材料的性能，因此，为了确保市场中的销量，需要先明确产品的结构特点，再进行加工。在模具加工制造时，加工人员不用反复地展开开模工序，但为了确保加工产品的质量，加工人员需要严格控制机床与数控编程。若加工的机械模很复杂，那么数控加工制造技术则无法制作该模具，此时，就要将数控加工制造技术与其他对应的技术进行有效结合，在多种技术的结合下完成模具的加工制作。

1.2控制误差

在加工机械模具前，操作人员需要针对模具的质量进行初步的判断，在判断过程中，需要极高的准确性，这说明在运用数控加工技术加工模具时，需要严格控制加工中的误差情况，尽量提升加工准确度。对操作人员而言，要完全依照相关规定的顺序与流程进行模具加工操作，一旦某道工序出现失误，那么此次的机械模具加工制造过程就会出现严重的误差，从而影响模具质量。所以，为了确保数控加工技术可以更好地应用在机械模具加工过程中，就要尽量降低失误，并提升生产效率与质量。

1.3尽量掌握不确定因素

在设计机械模具时，设计师需要对设计方案进行不断地完善与修改，以此来保证最终设计方案的准确可行性。另外，在设计过程中，经常会因为时间、数量等因素的变化导致设计过程存在较多的不确定因素，而这也要求了设计师和操作人员需要尽量掌握不确定因素，一旦发生变化，就需要立即进行调整与处理，避免对生产过程造成影响。

2数控加工技术在机械模具加工制造中的应用

2.1外覆盖件模具数控加工切削参数库的建立

汽车外覆盖件作为构成汽车空间形状的表面零件，不仅要具有足够的刚性和尺寸的稳定性，同时对外观还有较高的要求。外覆盖件的外观要求表面平滑、棱线清晰，不允许有皱纹、划伤、拉毛等表面缺陷，要保证有较高的尺寸精度，所以对外覆盖件模具的加工质量有较高的要求。对于外覆盖件模具的数控加工，在粗加工工序，要尽量避免过切和欠切现象的发生。过切无法满足产品的质量要求，而欠切则会对后期加工的稳定性、刀具的使用数量及加工效率产生一定的影响。在建立数控加工切削参数库时，需要对产品的质量、生产使用的机床参数及加工刀具的参数进行分析，进而整理成数据包。在粗加工阶段，为了提升加工效率，可采用高进给刀的形式，常会使用刀盘类铣刀或牛鼻刀。而在第二次粗加工时，多会使用整体硬质合金刀具刀片式球头铣刀。在确定刀具材料性能、加工参数及标准后，编程人员即可选择刀具，具体使用哪种参数，会在数据库中将相关参数赋值到程序代码中。

2.2自动控制数控加工进给速度优化调整

在外覆盖件模具数控加工过程中，加工余量及刀具切削面积在不同阶段会发生一定的变化，而切削力的大小和进给速度之间存在协调配合的关系，在合适的配比关系下，既能够提升加工效率，又能够改善模具表面的加工质量。但是在以往的数控加工参数设定中，进给速度是恒定的，不能根据切削力的大小而自动调整进给速度，还需要人工控制进给速度，切削力的频繁变动会增加刀具破损的几率，直接影响到加工效率和模具质量，无法满足外覆盖件模具的自动化生产和对加工精度的需求。

2.3自动控制数控加工进给的数控编程优化

为了解决外覆盖件模具数控加工中进给速度的控制问题，可通过数控编程来控制切削力与进给速度的协调性，在提升生产效率的同时还可提高加工精度。可以根据外覆盖件模具数控加工的实际状况，确定数控机床的最佳转速和进给参数，然后建立刀路优化数据库，为以后制订数控切削工艺提供相应的参数。为了促进数控代码的优化，可以在程序代码中加入刀具类型、直径、长度及余量等信息，同时在软件中进行接受相应信息的设置，确保刀具和余量信息能够自动读入优化软件中，既可避免手工输入的错误，又能够为数控代码优化提供必要的信息条件。

2.4数控优化软件的使用

数控优化软件的使用，可有效提升外覆盖件模具加工中对切削力及加工残留高度控制的稳定性。通过数控优化软件，能够避免数控加工中机床出现碰撞、工件过切及刀具折断等现象，且通过加工仿真、程序验证及程序进给优化等，能够降低在数控机床上进行程序验证的繁琐程度，有效提升机床加工效率。模具零件的加工尺寸能够得到有效检验，通过对整个数控加工过程的检查，避免加工失误的发生。在使用优化软件进行数控加工的过程中，优化软件能够根据模具的质量标准自行判定轨迹及数模之间的切削残留量，通过增加刀路的方式来控制切削力及残留高度。在以往的数控加工中，都是通过手动控制的方式来调节进给速度，在使用优化软件后，可在数控程序代码中实现进给速度调节，在自动设定进给速度的同时完成刀路优化。

2.5CBN数控球头铣刀在外覆盖件模具中的应用

数控加工技术在机械模具加工制造中的应用，还表现在刀具的种类和型号的使用方面。对于外覆盖件模具的拉延模和整形模，可使用CBN数控球头铣刀，因为外覆盖件模具成形零件的材料大多使用合金铸铁，而CBN数控球头铣刀具有很高的硬度和耐磨性，且具有很高的热稳定性、高温硬度、化学稳定性，以及良好的导热性和较低的摩擦系数，所以适合应用于拉延模和整形模。在精加工完成后，刀具的磨损状况正常，对于部分存在刃口和刀尖崩刃的刀片，虽然表现为正常磨损，但是已无法再次使用。使用CBN数控球头铣刀，模具型面的精加工效率较高，且在转速和进给速度方面能够达到机床允许的上限值。型面精加工的表面更加光亮，加工质量较高。在型面精加工中不需要换刀操作，既节省了换刀时间，又降低了因为换刀而引起的误差。

结束语
　　综上所述，在现代社会不断发展的背景下，机械模具制造逐渐呈现出多元化、复杂化的特征，传统的人工加工方式已经无法很好的满足，难以确保机械模具加工精度。通过将数控加工技术应用到机械模具制造中，一方面能够满足高标准、难度大的模具加工需求，另一方面也能够有效提高机械模具加工品质与效率，有助于提高机械模具加工的经济效益，对促进机械模具制造行业的进一步发展有着十分重要的作用。
　　参考文献
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　　[2]谢江怀，杨晶晶，杨斌，莫玉梅，潘平盛.基于机械模具数控加工制造技术及应用分析[J].现代制造技术与装备，2019（01）：148，150.