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浅谈模具制造与数控加工技术的探究

近些年来,随着机械技术、成型技术 的快速发展,模具数控加工技术、制造 技术也获得较大发展,数控加工机床 故障率低,精准度较高,自动化程度也 较高,为模具产品质量、制造技术得到 较大保障,数控加工可完成尺寸要求 和难度要求较高加工操作,运用这种 加工方式,可满足现代化模具要求。本 文主要分析模具制造与数控加工技 术。

模具型面和结构复杂,精度要求较 高,材料硬度较高,且制造周期较短。同 时,模具制造的生产周期要求紧迫,对于 技术要求高、生产复杂的流程,每一副模 具均为一个新项目,有着不同特点、结构。 所以,机械加工技术水平的要求相对较 高。同时,传统加工设备、技术存在一定局 限性,精准度较低,工艺水平不高,生产周 期长,对模具制造质量、生产效率具有直 接影响。笔者根据自身多年的模具制造从 业经验,主要分析模具制造与数控加工技 术。

1 模具数控加工特点

随着数控加工技术快速发展,包含了 火花线切割、火花加工、车削加工和铣加 工,磨削加工、数控加工方式进一步研究, 可为模具制造创造更为丰富生产手段,在 数控加工中心、数控铣床应用最多。同时, 数控电火花加工、数控线切割在数控加工 中较为广泛。因此,数控加工技术在模具 制造中得到核心发展。

首先,模具制造属于单件生产,不管 哪一幅模具结构,均存在一定差异,在生 产制造流程中,不存在重复开幕机会。所 以,在机床控制、数据编程方面,有着较高 要求。对于加工复杂模具,通常要选择第 三方机械软件编程,再由制造人员修订。

其次,模具设计开发不属于最终产 品,是为新产品研发服务。因此,在开发时 间、数量方面,均为不固定,且制造随机性 强。所以,模具制造人员、设计人员应具备 较强适应能力,实践经验丰富。在模具腔 面复杂加工中,腔型表面需满足一定精度,尽可能减少或防止钳工修正工作、手 工抛光工作。

第三,模具加工精度较高。为确保产 品精度,在模具加工时,需严格控制误差, 不然模具误差会在产品上显现。一般而 言,模具公差范围是产品 1/5 至 1/10,配合 处精度要求较高,满足足够精度,方可确 保不溢料。

第四,模具制造的特殊加工。通常而 言,模具内部结构比较复杂,针对肋条和 尖角,不能用机械加工到位。同时,部分特 殊要求产品,必须给予电火花加工,在电 火花加工时,需使用电极。在电极加工时, 需设置放电间隙,一般选择石墨、纯铜作 为模具电极。石墨的电加工速度较快,且 价格低廉,其缺点是数控加工时,机床会 受到石墨粉尘影响,需采用专门吸尘装 置,或在液体中浸泡加工。

2 数控加工在模具制造中的技术优点

首先,利用数控加工技术,可改善劳 动条件。现代化发展模具制造技术,属于 技术密集型、知识密集型的集合技术,利 用数控加工技术,可降低作业人员劳动负 担,使作业人员摆脱繁重手工作业。随着 模具制造产品的逐渐推广应用,使模具制 造行业生产环境得以有效改善,有利于提 高行业劳动条件,实现模具制造的技术化 办公,进而使模具制造的劳动条件得以有 效改善。

其次,利用数控加工技术,可提高模 具制造设备可靠性、安全性。对于模具制 造、生产,若遭遇电压短路,或超负荷运载 问题,利用数控加工技术,可采取控制保 护措施,实现系统现代运行,可降低人身 事故发生率,对设备起着良好保护作用, 使设备损坏率明显下降。对于模具制造, 模具零件是其主要部件,可有效降低元件 磨碎率,提高模具产品可靠性、安全性,进 而使设备故障率明显降低,延长机械设备 的使用寿命。

3 模具制造中数控加工技术的运用

根据模具数控加工原理,在模具制 造中,对机械加工技术要求较高,数控加 工作为现代化加工方式,可满足特殊模具 制造要求,尤其是数控机床、数字控制技 术的精度明显提升。在模具数控、制造过 程中,使用数控加工技术,可明显提升加工精度,减少制造成本,缩短制造周期。另 外,推广运用数控加工技术,可降低模具 钳工依赖性。可以说,数控加工技术的运 用,对模具制造具有革命性变化。现阶段, 对于先进模具企业而言,数控加工技术主 要运用于模具制造,通过数控加工技术, 合理安排模具制造流程。

首先,数控车削加工。通常而言,在模 具制造的轴类标准件制造中,数控车削加 工运用较多,例如杆类零件、导柱和顶尖。 在回转体模具加工中运用也较多,例如盆 类注塑模具和瓶体模具,或盘类锻模、轴 类锻模,也可用于冲压模具冲头。数控车 床因加工平面限制,仅适用于模具某些零 件加工。

其次,数控铣削加工。因多数模具外 部结构属于平面结构,且为曲面、凹凸面 加工,使得数控铣削加工运用较多,选择 数控铣削,对曲面模具、外形复杂轮廓运 用较多。例如压铸、注塑模具,或电火花产 生的加工电极。近些年来,随着数控加工 技术快速发展,在模具制造中,大型数控 铣削中心运用较为广泛。

第三,数控电火花加工。在模具制造 中,数控电火花加工技术,主要特点是快 速成形,加工精度十分高,编程难度不高。 然而,数控电火花的花费成本比特殊材 料、微细复杂形状、带异性槽、塑料镶拼型 腔等模具加工。线切割在直壁类模具加工 中运用较多,例如注塑料镶块、凹凸模,或 滑块。

4 结束语

现阶段,数控加工技术在模具制造各 个领域已广泛运用,特别是家电、汽车、工 艺品等领域。但是国外数控加工技术,已 运用于铁路交通、水风电、航天航空、核心 电等模具制造。模具的精度、使用材料硬 度要求较高,结构和型面复杂,制造周期 较短,运用数控加工技术,可提升模具加 工精度,降低人工操作率和失误率,增加 加工效率,使模具制造周期得以缩短。同 时,模具数控加工典型性较强,与普通产 品相比,加工要求更高。因此,对于模具制 造,我们必须深入研究数控加工技术。

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