數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及其模具制造中的應(yīng)用

1、數(shù)控技術(shù)的發(fā)展及其在模具制造方面的應(yīng)用 數(shù)控技術(shù)，簡稱數(shù)控（Numerical Control）。它是利用數(shù)字化的信息對機(jī)床運(yùn)動(dòng)及加工過程進(jìn)行控制的一種方法。用數(shù)控技術(shù)實(shí)施加工控制的機(jī)床，或者說裝備了數(shù)控系統(tǒng)的機(jī)床稱為數(shù)控(NC)機(jī)床。數(shù)控系統(tǒng)包括：數(shù)控裝置、可編程控制器、主軸驅(qū)動(dòng)器及進(jìn)給裝置等部分。 現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床是機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，是新一代生產(chǎn)技術(shù)、計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等的技術(shù)集合。現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床的發(fā)展趨向是高速化、高精度化、高可靠性、多功能、復(fù)合化、智能化和開放式結(jié)構(gòu)。主要發(fā)展動(dòng)向是研制開發(fā)軟、硬件都具有開放式結(jié)構(gòu)的智能化全功能通用數(shù)控裝置。 數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核

2、心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實(shí)力的水平。它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。 數(shù)控加工中心是一種帶有刀庫并能自動(dòng)更換刀具，對工件能夠在一定的范圍內(nèi)進(jìn)行多種加工操作數(shù)控機(jī)床。在加工中工零件的特點(diǎn)是：被加工零件經(jīng)過一次裝夾后，數(shù)控系統(tǒng)能控制機(jī)床按不同的工序自動(dòng)選擇和更換刀具；自動(dòng)改變機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量和刀具相對工件的運(yùn)動(dòng)軌跡及其它輔助功能地對工件各加工面自動(dòng)地進(jìn)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(dòng)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(jī)床的調(diào)整時(shí)間及工件周轉(zhuǎn)、搬運(yùn)和存放時(shí)間，大大提高了

3、加工效率和加工精度，所以具有良好的經(jīng)濟(jì)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(jì)算機(jī)技術(shù)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(dá)國家投入巨資，對現(xiàn)代制造技術(shù)進(jìn)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(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、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，由專用型封閉式開環(huán)控制模式向通用型開放式實(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

4、，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。 長期以來，我國的數(shù)控系統(tǒng)為傳統(tǒng)的封閉式體系結(jié)構(gòu)，CNC只能作為非智能的機(jī)床運(yùn)動(dòng)控制器。加工過程變量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)以固定參數(shù)形式事先設(shè)定，加工程序在實(shí)際加工前用手工方式或通過CAD/CAM及自動(dòng)編程系統(tǒng)進(jìn)行編制。CAD/CAM和CNC之間沒有反饋控制環(huán)節(jié)，整個(gè)制造過程中CNC只是一個(gè)封閉式的開環(huán)執(zhí)行機(jī)構(gòu)。在復(fù)雜環(huán)境以及多變條件下，加工過程中的刀

5、具組合、工件材料、主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速率、刀具軌跡、切削深度、步長、加工余量等加工參數(shù)，無法在現(xiàn)場環(huán)境下根據(jù)外部干擾和隨機(jī)因素實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整，更無法通過反饋控制環(huán)節(jié)隨機(jī)修正CAD/CAM中的設(shè)定量，因而影響CNC的工作效率和產(chǎn)品加工質(zhì)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(jié)構(gòu)，限制了CNC向多變量智能化控制發(fā)展，已不適應(yīng)日益復(fù)雜的制造過程，因此，對數(shù)控技術(shù)實(shí)行變革勢在必行。 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(diǎn)可以將模具分為許多類每一類模具都有其

6、最合適的加工方式。因此在實(shí)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(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(diǎn)確

7、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(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

8、率。 我國模具行業(yè)這幾年來的發(fā)展，我們國內(nèi)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(qiáng)，既在國內(nèi)市場抵抗住境外廠商的擠壓，又在國際市場表現(xiàn)出較強(qiáng)的競爭力。但同時(shí)，國內(nèi)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(shù)偏低，三是涉及領(lǐng)域狹窄，四是對相關(guān)行業(yè)影響帶動(dòng)能力不大。綜合以上因素，國內(nèi)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(zhuǎn)以上情況，國內(nèi)模具制造要想在國際市場發(fā)揮更大影響，必須加強(qiáng)全行業(yè)技術(shù)和資源的整合。模具工業(yè)又是高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的重要領(lǐng)域。模具制造技術(shù)水平的提高，模具工業(yè)的技術(shù)升級(jí)，離不開同高新技術(shù)的嫁接。CAD/CAE/CAM技術(shù)在模具

9、工業(yè)中的應(yīng)用，快速原型制造技術(shù)的應(yīng)用，使模具的設(shè)計(jì)制造技術(shù)發(fā)生了重大變革，就是一個(gè)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(shù)控精密高效加工設(shè)備；逆向工程、并行工程、敏捷制造、虛擬技術(shù)等先進(jìn)制造技術(shù)在模具工業(yè)中的應(yīng)用，也要與電子信息等高新技術(shù)嫁接，實(shí)現(xiàn)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化。 數(shù)控技術(shù)是機(jī)械加工自動(dòng)化的基礎(chǔ)，是數(shù)控機(jī)床的核心技術(shù)，其水平高低關(guān)系到國家戰(zhàn)略地位和體現(xiàn)國家綜合實(shí)力的水平。它隨著信息技術(shù)、微電子技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和檢測技術(shù)的發(fā)展而發(fā)展。 同時(shí)數(shù)控加工在模具方面的重要性也是日見明顯，將數(shù)控加工和模具有效地結(jié)合起來形成產(chǎn)業(yè)信息化、智能化，這將大大推動(dòng)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(yīng)用數(shù)控加工是未來模具發(fā)展的一種趨勢。特別是現(xiàn)在的新型數(shù)控加工技術(shù)，數(shù)控機(jī)床已達(dá)到5軸甚至更多軸聯(lián)動(dòng)，在轉(zhuǎn)速上也有了很大的成就，其次是數(shù)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(yùn)用三維建模軟件，可以更好突出模具或是零件的特點(diǎn)和形狀，根據(jù)模具和零件本身的