數控技術的發(fā)展及其模具制造中的應用.doc

數控技術的發(fā)展及其在模具制造方面的應用 數控技術，簡稱數控（Numerical Control）。它是利用數字化的信息對機床運動及加工過程進行控制的一種方法。用數控技術實施加工控制的機床，或者說裝備了數控系統(tǒng)的機床稱為數控(NC)機床。數控系統(tǒng)包括：數控裝置、可編程控制器、主軸驅動器及進給裝置等部分。 現代數控機床是機電一體化的典型產品，是新一代生產技術、計算機集成制造系統(tǒng)等的技術集合?，F代數控機床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復合化、智能化和開放式結構。主要發(fā)展動向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結構的智能化全功能通用數控裝置。 數控技術是機械加工自動化的基礎，是數控機床的核心技術，其水平高低關系到國家戰(zhàn)略地位和體現國家綜合實力的水平。它隨著信息技術、微電子技術、自動化技術和檢測技術的發(fā)展而發(fā)展。 數控加工中心是一種帶有刀庫并能自動更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內進行多種加工操作數控機床。在加工中工零件的特點是：被加工零件經過一次裝夾后，數控系統(tǒng)能控制機床按不同的工序自動選擇和更換刀具；自動改變機床主軸轉速、進給量和刀具相對工件的運動軌跡及其它輔助功能地對工件各加工面自動地進行鉆孔、锪孔、鉸孔、鏜孔、攻螺紋、銑削等多工序加工。由于加工中心能集中地、自動地完成多種工序，避免了人為的操作誤差、減少了工件裝夾、測量和機床的調整時間及工件周轉、搬運和存放時間，大大提高了加工效率和加工精度，所以具有良好的經濟效益。加工中心按主軸在空間的位置可分為立式加工中心與臥式加工中心。 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，對現代制造技術進行研究開發(fā)，提出了全新的制造模式。在現代制造系統(tǒng)中，數控技術是關鍵技術，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)實現柔性自動化、集成化、智能化起著舉足輕重的作用。目前，數控技術正在發(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，數控系統(tǒng)實現了超薄型、超小型化；在智能化基礎上，綜合了計算機、多媒體、模糊控制、神經網絡等多學科技術，數控系統(tǒng)實現了高速、高精、高效控制，加工過程中可以自動修正、調節(jié)與補償各項參數，實現了在線診斷和智能化故障處理；在網絡化基礎上，CAD/CAM與數控系統(tǒng)集成為一體，機床聯網，實現了中央集中控制的群控加工。 長期以來，我國的數控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結構，CNC只能作為非智能的機床運動控制器。加工過程變量根據經驗以固定參數形式事先設定，加工程序在實際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動編程系統(tǒng)進行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個制造過程中CNC只是一個封閉式的開環(huán)執(zhí)行機構。在復雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀具組合、工件材料、主軸轉速、進給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數，無法在現場環(huán)境下根據外部干擾和隨機因素實時動態(tài)調整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機修正CAD/CAM中的設定量，因而影響CNC的工作效率和產品加工質量。由此可見，傳統(tǒng)CNC系統(tǒng)的這種固定程序控制模式和封閉式體系結構，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應日益復雜的制造過程，因此，對數控技術實行變革勢在必行。 數控加工的方式很多包括數控銑加工、數控電火花加工、數控電火花線切割、數控車削加工、數控磨削加工以及其他一些數控加工方式這些加工方式為模具提供了豐富的生產手段。根據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率。 對于旋轉類模具一般采用數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控銑加工如注塑模、壓鑄模等都可以采用數銑加工。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控電火花線切割加工。模具的型腔、型孔可以采用數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控加工可以達到非規(guī)則曲面加工有的數控機床可以達到多軸聯動與傳統(tǒng)的機械加工相比較數控加工有著不可卓越的優(yōu)點當然凡事有利必有弊數控加工需要專業(yè)的數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)展數控技術提高公司的生產質量和產量。 模具在成型之后其尺寸未能達到技術要求根據其三維模型軟件生成的數控代碼將成形模具固定到數控機床上進行精確的數控加工已達到要求尺寸和表面粗糙度零件運用數控機床加工可以快速的實現準確的定位和精準的切削同時還可以實現提高效率。 我國模具行業(yè)這幾年來的發(fā)展，我們國內的模具制造業(yè)總體發(fā)展水平良好，企業(yè)加工水平得到很大提高，出口創(chuàng)匯能力大大增強，既在國內市場抵抗住境外廠商的擠壓，又在國際市場表現出較強的競爭力。但同時，國內模具企業(yè)在發(fā)展過程中也曝露出一些問題，一是規(guī)模偏小，二是技術偏低，三是涉及領域狹窄，四是對相關行業(yè)影響帶動能力不大。綜合以上因素，國內模具制造業(yè)總體效益還沒有發(fā)揮出最好水平。為了扭轉以上情況，國內模具制造要想在國際市場發(fā)揮更大影響，必須加強全行業(yè)技術和資源的整合。模具工業(yè)又是高新技術產業(yè)化的重要領域。模具制造技術水平的提高，模具工業(yè)的技術升級，離不開同高新技術的嫁接。CAD/CAE/CAM技術在模具工業(yè)中的應用，快速原型制造技術的應用，使模具的設計制造技術發(fā)生了重大變革，就是一個最好的例證。模具的開發(fā)和制造水平的提高，有賴于采用數控精密高效加工設備；逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術等先進制造技術在模具工業(yè)中的應用，也要與電子信息等高新技術嫁接，實現高新技術產業(yè)化。 數控技術是機械加工自動化的基礎，是數控機床的核心技術，其水平高低關系到國家戰(zhàn)略地位和體現國家綜合實力的水平。它隨著信息技術、微電子技術、自動化技術和檢測技術的發(fā)展而發(fā)展。 同時數控加工在模具方面的重要性也是日見明顯，將數控加工和模具有效地結合起來形成產業(yè)信息化、智能化，這將大大推動模具的發(fā)展，滿足客戶需求，提高中國模具總體水平，由此可見，模具中應用數控加工是未來模具發(fā)展的一種趨勢。特別是現在的新型數控加工技術，數控機床已達到5軸甚至更多軸聯動，在轉速上也有了很大的成就，其次是數控車床就比較相對國外就比較落后。 在三維造模方面，其軟件更是百花齊放，運用三維建模軟件，可以更好突出模具或是零件的特點和形狀，根據模具和零件本身的