数控加工在模具制造中的应用及其发展趋势
2020-7-2 来源： 南京机电职业技术学院 作者：桑 晶
摘要：数字控制是近代化的一种新兴的自动化控制技术，指用数字化的信号对机床等一系列的运动以及加工的过程进行控制的一种技术方法。随着科学技术的发展，数控机床加工已经成为国家机械化和工业化水平的重要标志。数控机床是装有控制系统，可以对整个程序进行控制的机床。在未来，数控技术会朝着更好的方向发展，促使我国制造业的发展进步。
关键词：数控系统；模具制造；加工
1、 数字控制技术的有效性
数字控制是指利用数字、字母、符号等可以编码的程序作为指令，来对机械加工过程进行控制，最终完成机械工具的制造。数字控制技术的出现，给加工制造业的产品设计和制造带来了极大的改变。数控技术提高了生产效率，利用数控机床进行模具的加工可以精确的展现加工模具的性能，提升模具刚度，减少加工的失误率。且数控机床可以加工出传统加工技术难以制造的高难度零部件，节省了很多装夹费用，数控技术使得零部件产品的加工速度得到了很大的提高。
2 、数控加工技术在模具制造中的应用
2.1 数控铣加工的应用
数控铣床是比较典型的数控加工设备。数控铣床促使模具制造发生转变，使得传统技术难以实现的复杂模具的加工变得简单，减少制造时间，提高模具的制造精度，减少使用手工的概率，缩短制造周期。数控铣加工在模具制造中的应用如下：
①轮廓加工。运用传统的铣床技术生产效率十分低下；
②曲面加工。绝大对数的注塑模制造的零件表面都是有一定的曲面合成。曲面加工是数控铣加工最为典型的一种加工工艺，再结合 CAD 的软件进行编程，数控铣床可以对多种类型的复杂曲面进行加工，而且制成的部件很少存在残余，在模具制造中使用比较多的曲面加工是模具型腔和型芯的加工等；
③孔加工，模具孔的加工需要钻孔、扩孔等一系列技术操的，使用数控加工技术进行孔加工，可以在一台机床上完成所有的程序，提高了加工的精度，缩短了制造时间。
2.2 数控车加工的应用
对于精度要求较高的零件，数控车床整体的刚性很好，制造的精度极高，因此对于尺寸强度要求较高的零件这项技术的使用十分有效。对于七级尺寸精度的零部件进行车加工没有太大困难，在某些场合可以以车代磨。而且数控车削时候刀具的运动是经过插补运动来实现的，配合以刚性好机床，因此对于那些直线度、圆度以及圆柱度要求高的零件可以进行车加工。机床车加工中发现位置精确度不够，可以利用程序修正，提高加工精度了。
2.3 数控加工对刀技术的运用
工件在机床上定位装夹后，必须确定工件在机床上的正确位置，以便与机床原有的坐标系联系。确定工件具体位置的过程通过对刀实现，在确定工件的编程坐标系编程加工都是参照这个坐标系。在零件图纸上建立工件坐标系，使零件上的所有几何元素都有确定的位置，而工件坐标系原点是以零件图上的某一特征点为原点建立坐标系，使得编程坐标系与工件坐标系重合。数控技术中可以编程，分为手工编程与自动编程，为了简化程序，计算机编程成为一种趋势。
3 、 数控加工技术在模具加工中的应用趋势
3.1 性能的发展趋势
机械制造业的关键指标是精度、速度以及效率，数控技术已经采用的较为先进的芯片以及控制系统，因此机床加工的精度和效度都得到了大大的提高。控制系统性能在未来的柔性化、复合性以及智能化成为趋势，柔性化主要包含控制系统自身的柔性，以及群控系统的柔性。由于数控系统采用的模块化的设计，因此其覆盖的功能面更广，可以满足不同人群的需要。在复合加工中的未来发展趋势是尽可能的减少工艺，减少工序，朝着多功能的方向发展。当然智能化也是一种大趋势，数控系统和人工智能技术的结合，可以处理更为复杂的操作过程，对于整个制造过程实时控制，达到最终的控制目标。
3.2 功能的发展趋势
数控系统和使用者之间的对话接口是用户界面，未来，用户界面会实现图形化。不同的用户对界面的要求也是不一样的，因此对于界面的开发工作难度也一直在加大，因此用户界面的开发成为计算机软件研发最为困难的一环。未来的数控技术的功能的发展趋势首先是用户界面的图形化，其次是计算机可视化，计算机视觉是指从计算机的图像中对物体、个活动进行识别，计算机视觉技术可以运用图像处理操作进行分析，在电气自动化控制中依据电气监测进行数据图像的分析，将图像分解为便于进行管理的小块任务。
3.3 体系结构的发展趋势
未来数控技术在模具制造中还会产生集成化、模块化和网络化的趋势，采用高度的集成化芯片以及可以进行编程的集成电路，提高数控系统的运行速度。硬件的模块化是实现数控系统标准的发趋势，利用数控技术制成不同系列的产品。最后是机床数控的网络化趋势，机床的联网可以进行对操作过程的远程控制，实现无人化的操作。网络化，可以在任何一台的机床上对其他的机床进行程序的编制、操作等。
4 、结束语
目前社会依然在不断进步，工业机械化程度也在不断提高，数控加工技术的使用确实极大的提高机械制造自动化系统的各项工作效率，保证数控系统的稳定性与可靠性。数控技术在未来的运用是十分具有市场前景的，在机械发展的过程中加以使用数控技术，会极大的提高设备的效率，保证企业的正常生产，同时也能进一步满足市场和客户的生产需要。
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