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机械模具数控加工制造技术及应用探索梁涛

发表时间：2021/8/9 来源：《探索科学》2021年7月13期作者：梁涛

[导读] 近年来，经济快速发展，社会不断进步，以及在国家政策的支持下，我国科学技术水平得到进一步提升，机械制造能力也得到长足发展。机械模具的制造有着严格的要求，对生产精准度要求极高，而将数控加工技术应用到机械模具制造中，在提高机械模具生产效率的同时，大大提高了机械模具的精准度，并提升了模具的品质。

山东鸿民金属成型科技股份有限公司梁涛山东省济南市 250000

摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，以及在国家政策的支持下，我国科学技术水平得到进一步提升，机械制造能力也得到长足发展。机械模具的制造有着严格的要求，对生产精准度要求极高，而将数控加工技术应用到机械模具制造中，在提高机械模具生产效率的同时，大大提高了机械模具的精准度，并提升了模具的品质。探讨了数控加工技术在机械模具制造中的应用，以期为机械模具制造带来帮助。
关键词：机械模具；数控加工；制造技术；应用
        引言
        由于社会的不断进步，我国市场的竞争形势逐渐严峻，面对这样的情况，机械加工制造行业的发展需要深入改革，对制造生产进行有效的革新。数控加工技术在机械制造过程中进行使用，能够使机械加工的质量和效率都得到良好的提升，同时机械零件加工制造的多样化需求也能得到较好的满足，有助于提升机械制造行业的综合水平。而在机械制造行业中，机械模具制造是其中非常重要的内容，利用数控加工技术的优势，推动机械模具制造得到高精度、多样化的发展，同时不断对数控加工技术进行优化，通过使用新型的数控加工技术提升机械模具制造的水平。
        1机械模具数控加工制造技术简述
        机械加工制造领域中的产品制造业和高品质模具的使用有很大关联，不过相关模具的规划设计工作并非是一个相对简单的操作过程。机械模具加工制造过程中通常碰到比如加工周期短、制造精度高及制造工艺复杂等问题。如果缺乏整体机械加工制造产业链中的全面服务支援及技术优化，很难实现预定的目标。在常规的机械加工模具生产制造过程中，需要由实际经验非常丰富的相关机械加工技术人员来进行设备操作。相关操作人员的能力将会影响最终成本模具外壳的表面加工品质。针对具备非常丰富机械制造加工实践经验的技术人员来讲，加工制造精度较高的模具驾轻就熟；而技术能力较低的相关技术人员可能会无法加工制造中达标的产品。伴随着现阶段工业自动化技术水平的持续稳定提高，常规的机械加工模具制造行业也开启了技术升级改造的关口。第一点是国民经济发展进步需要越老越多的高品质及高精度的机械加工模具。第二点是因为手工操作具有不确定性，相关制造企业的手工加工产品无法适应经济发展的要求，进而阻碍了相关企业的发展，机械加工模具的制造及数控机床方法就能够合理的应对该问题。数控编程及数控加工技术是数控加工制造领域的两大主要类型，二者精密相连。两种技术能够互相弥补对方的技术限制，并且能够增加自身的技术优势，不但能够替代相关机械模具加工技术人员，还能够依据预先编写好的程序的模式确保最终成品的加工精度。
        2机械模具数控加工制造技术及应用探索
        2.1利用数控加工技术进行接触式数据采集
        数控加工技术中接触式数据采集方式在应用过程中，主要是通过力的激发原理来触发数据采集和连续式扫描装置，在这个过程中需要通过磁场感应和超声波这两种方法对实体的结构进行准确的扫描和结构数据的记录。设计人员通常会将物体放置于三坐标测量机中，然后通过三坐标测量机将机械模具的具体结构特征进行不同方向的实测，还可以将该机械模具各个方向上的测量点数及分布情况在计算机上进行公布。在测量的过程中设计人员还可以采用触头测量法，通过触发式数据采集采用触头探针，当触头探针接触到该机械模具表面时，探针便会受到外界的压力，从而产生变形。在变形的过程中便会激活探针内部的开关，而采集系统便会在第一时间记录下探针受到外界压力时的坐标值。通过这样的方式，便可以准确地获取机械模具测量过程中的轮廓数据坐标。在数控加工技术中所应用的接触式探针测量仪主要有三种，分别是机械式触发探头、压电陶瓷触发弹头、应变式触发探头。

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触发式探测头的主要用途是对已知机械模具的表面进行测量，同时由于触发式探测头具有较强的可利用性和通用性，该探测头常常应用于尺寸的测量和在线的应用过程中。此外，在测量过程中由于测量机处于匀速直线低速运动状态，这样测量机所记录下的坐标位置对机械模具轮廓的精度影响较小。但是在测量过程中，通过触发式探测头难以测量到机械模具的一些局部细节，这样就导致不能真实反映测量过程中机械模具的具体形状。
        2.2受热、受力等控制
        加工精度是影响加工成本的最主要因素，主要是力与温度对成品造成的影响，严重的情况下甚至会出现变形、扭曲、断裂等情况，需要在加工当中得到人们的重视。刀具在高温状态下出现受热的最主要原因，出现高温状态的现象是刀具摩擦所导致，在高温受热作用下发生热变形在所难免，变形之后刀具切削尺寸发生变化，同时加工精度也受到限制。在这种情况下选择合适的刀具调整好切削深度、加工方式非常关键。调整切削深度、使用冷却加工方式来抑制热变形是提高加工精度的最主要方式。比如在加工的时候在刨刀的挤压下长方体锤头表面很难控制工件表面温度的升高，因此就需要采取降温措施。受热不均现象的出现会导致工件成品出现弯曲、凸出的现象，从而影响到加工的精度。同时在加工当中刀具老化也是重要原因。在加工当中需要采取合理的措施，使用冷却润滑剂，对非加工面预冷来降低加热的概率，这两种措施可以降低热面、受力对加工精度造成的影响。除此之外机械模具加工材料的选择也非常重要，合适的材料需要综合考虑经济效益与社会效益、耐用性与精度等，从细节控制来保证机械模具的加工精度。
        2.3实现机械模具的数控编程
        在数控加工技术应用的过程中，机械模具的加工需要合理的编码程序，并且模具的柔性特点大大的增加了编程的工作量。因此，传统的模具应用的编程方式已经不能满足实际的加工需求，可以使用CAM编程软件解决数控加工技术中复杂的路线问题。CAM编程软件具有人机交互功能，能够提高机械模具加工的效率，而且通过电子信息技术可以实时生成代码，把模具的材料及参数输入到系统当中，产生相应的列表，工作人员就能够合理的选择机床和刀具，从而明确行刀路线。因此，利用数控加工技术实现机械模具的数控编程极大的减少了人工编码中可能发生的错误。
        2.4在模具加工精度提升中的应用
        数控机床的程序化控制对加工精度和效率的提升起到较好的帮助。在一般的模具加工制造中，通常使用人工操作方式，这样人为因素就会对加工品质造成一定的影响，操作的偏差难以保证为零，而数控加工技术的应用，可以替代人工操作的加工形式，降低人为操作因素对加工生产的影响。一般人为操作时机械模具的表面容易出现不平整的缺陷，而在加工制造中使用数控加工技术，可以通过控制程序来提高数控机床加工的精准性，模具加工生产可以更好的实现标准化。例如，数控加工技术应用后，模具悬空时可以利用悬臂梁支撑，悬空的面积可以得到降低，出现震颤的情况就会减少。同样在选择加工的刀具时，对其直径和长度尺寸需要进行综合的考量，尽可能的避免出现震颤，这样模具加工生产的品质会得到更好的保证。
        结语
        数控加工技术作为一种新型的机械制造技术，对比以往的加工技术有了很大的突破与改进。数控加工技术具有较高的精准度，能提升机械模具制造的产品质量，同时数控加工技术还可以实现自动化，避免了人工制造带来的不稳定因素，大大降低了企业的人工成本，促进机械模具制造技术的发展。
参考文献
[1]郑英明.数控加工技术在机械模具制造中的应用研究[J].南方农机,2020,51(20):183-184.
[2]杨鹏.浅析数控加工技术在机械模具制造中的具体应用[J].时代汽车,2020(15):121-122.
[3]江南.浅析数控技术在机械模具制造中的具体应用及改进建议[J].内燃机与配件,2020(11):67-69.