商丘技師學(xué)院 朱艷 段好運(yùn)

前言

隨著科技的發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)愈來愈成熟從而促進(jìn)社會(huì)發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)打破了傳統(tǒng)技術(shù)的局限性，主要由數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)來操控制造模具的儀器，進(jìn)行相關(guān)模具材料的加工。時(shí)代飛速發(fā)展，人們對(duì)于模具的種類、質(zhì)量、數(shù)量等一系列參數(shù)要求愈發(fā)嚴(yán)格，數(shù)控加工技術(shù)可以有效解決這一難題。工作人員不僅要有過硬的實(shí)操能力還要深刻研究其制造儀器，為今后模具的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。

1 數(shù)控加工技術(shù)

數(shù)控加工技術(shù)是一種新型發(fā)展的技術(shù)，簡(jiǎn)單來說就是一種自動(dòng)化、數(shù)字化的控制技術(shù)，數(shù)控加工技術(shù)包含在數(shù)字信息化技術(shù)中，最與眾不同的地方就在于自動(dòng)化技術(shù)，所以在制造模具的過程中，工作人員可以高效科學(xué)合理進(jìn)行操作儀器設(shè)備[1]。越來越多的產(chǎn)品制造都需要數(shù)控加工技術(shù)，其多樣化產(chǎn)品的需求量日益上升以及各種企業(yè)的革新都離不開數(shù)控加工技術(shù)，現(xiàn)在社會(huì)上的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)尤為激烈，能夠高效地制作出產(chǎn)品，其產(chǎn)品性能好，價(jià)格實(shí)惠等因素都是能夠在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中拔得頭籌的關(guān)鍵因素，數(shù)控加工技術(shù)對(duì)于今后發(fā)展的好處是巨大的。它可以有效減短制造模具的生產(chǎn)時(shí)間，保障產(chǎn)品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率，數(shù)控加工技術(shù)的優(yōu)勢(shì)顯著，生產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展需要數(shù)控加工技術(shù)的有力支撐。

數(shù)控加工技術(shù)主要有兩個(gè)方面的應(yīng)用技術(shù)，一方面是數(shù)控編程技術(shù)另一方面是數(shù)控機(jī)床加工工藝技術(shù)。這兩方面的技術(shù)各不相同，各自發(fā)揮的作用也有千絲萬縷的聯(lián)系，二者互相配合，以求數(shù)控技術(shù)的精準(zhǔn)程度。同時(shí)這兩方面的技術(shù)也是數(shù)控加工技術(shù)重要的硬件設(shè)施[2]。為了高效發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的性能，提高加工產(chǎn)品的質(zhì)量，數(shù)控編程發(fā)揮著巨大作用。

2 數(shù)控加工原理與設(shè)備組成

2.1 數(shù)控加工的原理

數(shù)字控制簡(jiǎn)稱為NC，全稱為Numerical Control。這種技術(shù)在目前的使用頻率是較大的，其自動(dòng)控制技術(shù)較為發(fā)達(dá)。數(shù)控加工技術(shù)的操作方法較為簡(jiǎn)單，主要是由操作儀器上的軟件來驅(qū)動(dòng)，對(duì)不不同的數(shù)控機(jī)床只需要編程不同的軟件就可以實(shí)踐操作，所以數(shù)控機(jī)床的硬件設(shè)備都差異不大，使用較為普遍，這被專家稱為CNC機(jī)床。

2.2 數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)控制

數(shù)控機(jī)床的自動(dòng)控制主要為主軸的轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度的快慢、產(chǎn)品工具和刀件之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)以及操作控制、更換刀具的時(shí)間控制、開關(guān)冷卻功能的控制、機(jī)床部分零件的調(diào)換及調(diào)整等等。

2.3 數(shù)控機(jī)床的構(gòu)成

控制介質(zhì)、伺服系統(tǒng)、機(jī)床本體、數(shù)控裝置等幾部分構(gòu)成了數(shù)控機(jī)床。其中機(jī)床本體被稱為數(shù)控機(jī)床的主體，它要保障機(jī)床在操作及運(yùn)作時(shí)所有零件的齊全，主軸、進(jìn)給系統(tǒng)、床身等機(jī)械零件構(gòu)成了機(jī)床本體。控制介質(zhì)是數(shù)控機(jī)床的信息載體，它的存在形式主要為U盤、磁盤等載體，是用于記錄各種加工信息的工具，他可以轉(zhuǎn)換輸出裝置中的指令信息，將其轉(zhuǎn)換為數(shù)控裝置可以識(shí)別的獨(dú)特信號(hào)，將這種信號(hào)傳遞到數(shù)控裝置里[3]。運(yùn)算器、控制器、輸出裝置以及輸入裝置這四個(gè)部分構(gòu)成了數(shù)控裝置，信息載體可以給輸入裝置發(fā)送各種自己收到的信息，在經(jīng)過譯碼之后將信息傳遞給控制器，這時(shí)候運(yùn)算器開始運(yùn)作，這些都是控制和運(yùn)算的最開始數(shù)據(jù)[4]。由進(jìn)給傳動(dòng)裝置和伺服驅(qū)動(dòng)裝置構(gòu)成的系統(tǒng)稱為伺服系統(tǒng)，是作為數(shù)控系統(tǒng)的執(zhí)行手段，機(jī)械傳動(dòng)部分以及執(zhí)行部分在機(jī)床上共同作用，組成了主軸伺服系統(tǒng)和進(jìn)給伺服系統(tǒng)，當(dāng)數(shù)控裝置收到指令發(fā)出一個(gè)脈沖時(shí)，伺服系統(tǒng)就會(huì)命令機(jī)床的部件進(jìn)行一定量的移動(dòng)單位。

3 數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)

大多數(shù)加工的模具都很精密較為復(fù)雜且加工數(shù)量多，商家的要求變化較快，數(shù)控加工技術(shù)可以有效解決以上問題，自動(dòng)化的機(jī)床可以靈活、高效率地生產(chǎn)，所以越來越多的工廠使用數(shù)控加工技術(shù)，其主要特點(diǎn)如下。

3.1 自動(dòng)化水平高，降低工人工作強(qiáng)度

在傳統(tǒng)的生產(chǎn)過程當(dāng)中人力資源占據(jù)大部分成本，再加上生產(chǎn)零件較為精細(xì)，耗費(fèi)時(shí)間精力，而且只要工作人員精力不集中零件就會(huì)報(bào)廢，質(zhì)量無法得到百分百的保障，阻礙了企業(yè)的健康發(fā)展[5]。只要輸入編程程序數(shù)控機(jī)床就可以自動(dòng)完成指令，生產(chǎn)流程簡(jiǎn)單一體化，工作人員只需要在一旁監(jiān)督機(jī)器是否運(yùn)行正常即可，數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)大大縮減了制造時(shí)間，有效提升了整體制造效率。

3.2 制造精度、質(zhì)量可以得到保證

數(shù)控機(jī)床自身?xiàng)l件非常優(yōu)越，其剛度、精度都非常高，零件加工時(shí)的尺寸在制造時(shí)不易出現(xiàn)差錯(cuò)，這有效減少了工作人員的誤差。

3.3 制造產(chǎn)品效率高

從上文可知數(shù)控機(jī)床的功率、剛度大，所以它可以僅在一次的裝夾中完成多道程序的加工，大大縮短生產(chǎn)線。

3.4 有利于產(chǎn)品的更新

產(chǎn)品的變化日新月異，當(dāng)商家有新的要求時(shí)數(shù)控機(jī)床也可以滿足商家新的需求，只需要在制造之前修改機(jī)床的編制程序就可以做到產(chǎn)品的更新，這種技術(shù)的出現(xiàn)對(duì)更新速度快，生產(chǎn)需求量較大的產(chǎn)品來說提供了巨大的便利。

3.5 有利于計(jì)算機(jī)輔助制造的實(shí)施

CAD/CAM是計(jì)算機(jī)輔助以及制造的簡(jiǎn)稱，這種制造在汽車、航空航天、船只等方面廣受好評(píng)。計(jì)算機(jī)輔助制造的基礎(chǔ)就是數(shù)控加工技術(shù)。

但是數(shù)控加工技術(shù)不止全是優(yōu)點(diǎn)，也有一些缺點(diǎn)[6]。數(shù)控機(jī)床本身價(jià)格非常昂貴，加工成本也很高，同時(shí)準(zhǔn)備加工時(shí)間較為冗長(zhǎng)，一旦產(chǎn)品加工完成沒辦法調(diào)整?；谝陨先秉c(diǎn)工作人員還需要鉆研進(jìn)行調(diào)制。

4 數(shù)控機(jī)床的實(shí)際應(yīng)用

數(shù)控機(jī)床較為適合生產(chǎn)批次量小品種繁多、精度要求嚴(yán)格結(jié)構(gòu)復(fù)雜多變、頻繁改變產(chǎn)品類型、不能廢棄且價(jià)格高昂、需求周期較短加急生產(chǎn)的零件，隨著科技的發(fā)展，設(shè)計(jì)師的超前設(shè)計(jì)也可以盡最大努力完成，現(xiàn)在人們?yōu)榱松畹谋憷?，大多?shù)產(chǎn)品都是用塑料來生產(chǎn)的，塑料產(chǎn)品的好處就是可以讓數(shù)控機(jī)床較為精準(zhǔn)地完成形態(tài)的調(diào)整，改變其產(chǎn)品的構(gòu)造，但是不能用數(shù)控加工技術(shù)進(jìn)行直接加工。

在具體生產(chǎn)模具的操作過程中，首先根據(jù)客戶的要求繪畫設(shè)計(jì)圖紙，和現(xiàn)有的模具進(jìn)行對(duì)比，設(shè)置操作系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和信息，直至達(dá)到可以生產(chǎn)出設(shè)計(jì)圖紙中的模具數(shù)據(jù)為止，為了提高產(chǎn)品的精細(xì)程度，準(zhǔn)確計(jì)算產(chǎn)品的彎度、拐角角度等數(shù)值，然后準(zhǔn)確計(jì)算組裝零件位置的大小和組裝零件的角度，利用計(jì)算機(jī)程序控制工具精準(zhǔn)安裝。工作人員需要多次重復(fù)操作，保障安裝位置誤差最小使用坐標(biāo)來準(zhǔn)確定位?？匆粋€(gè)產(chǎn)品是否優(yōu)秀，產(chǎn)品質(zhì)量是最關(guān)鍵的，其次便是生產(chǎn)效率，若是生產(chǎn)過慢導(dǎo)致時(shí)間成本過高也不劃算[7]。所以工作人員在進(jìn)行組裝零件時(shí)也要注意加工時(shí)間，在保證組裝零件準(zhǔn)確的情況下，編制代碼提高生產(chǎn)秩序，經(jīng)過數(shù)據(jù)調(diào)查顯示，一般數(shù)控加工技術(shù)越優(yōu)秀其生產(chǎn)流程就越便利高效，反之生產(chǎn)質(zhì)量就越低，數(shù)控加工技術(shù)在先進(jìn)模具制造中潛力和作用都是巨大的。

使用適當(dāng)?shù)臄?shù)控機(jī)床是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)模具的關(guān)鍵，因?yàn)槟＞叩牟煌詳?shù)控機(jī)床的種類也非常多，例如激光加工技術(shù)、光化學(xué)腐蝕加工技術(shù)、電火花加工技術(shù)、點(diǎn)火光線切割加工技術(shù)、數(shù)控車削加工技術(shù)、數(shù)控磨削加工技術(shù)等等，為了降低模具的生產(chǎn)成本，就要及時(shí)進(jìn)行模具的分類，以求高效生產(chǎn)。對(duì)于一些機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜的零件來說，模具的原料也需要謹(jǐn)慎選擇，通過對(duì)模具科學(xué)合理的分類之后就可以根據(jù)不同類型的模具進(jìn)行相應(yīng)的打磨工具，這樣可以避免重復(fù)替換數(shù)控機(jī)床的生產(chǎn)程序，有效提升生產(chǎn)效率。

5 數(shù)控加工技術(shù)對(duì)生產(chǎn)模具產(chǎn)生的影響分析

5.1 提升生產(chǎn)模具效率和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力

當(dāng)社會(huì)生產(chǎn)力提高時(shí)，模具的制造地位也越來越高，企業(yè)的營業(yè)利潤等都和生產(chǎn)模具的質(zhì)量和周期掛鉤，企業(yè)想要更長(zhǎng)久健康的發(fā)展就必須提高制造模具的精細(xì)程度縮短生產(chǎn)模具的時(shí)間。高速切削加工技術(shù)可以幫助企業(yè)在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中脫穎而出，這種技術(shù)可以快速生產(chǎn)模具零件，但不是所有模具的高效生產(chǎn)都依靠于高速切削技術(shù)。

5.2 數(shù)控加工技術(shù)可以加工高難度的曲線及曲面

普通機(jī)床進(jìn)行零件加工時(shí)對(duì)于較為復(fù)雜的曲線及曲面操作有所不便，多軸精度聯(lián)動(dòng)的效果沒辦法呈現(xiàn)，但是數(shù)控機(jī)床的出現(xiàn)可以有效解決這一問題，目前我國加工中心的數(shù)控機(jī)床可以實(shí)現(xiàn)五軸聯(lián)動(dòng)操作的實(shí)施，相信隨著科技的發(fā)展，數(shù)控機(jī)床的操作系統(tǒng)會(huì)越來越先進(jìn)，更多軸的聯(lián)動(dòng)操作在不久的將來也定會(huì)實(shí)現(xiàn)[8]。多軸聯(lián)動(dòng)操作可以讓機(jī)床刀具的靈活性更強(qiáng)，各式各樣的曲線和曲面的生產(chǎn)都變得便利起來。

5.3 零件加工的精細(xì)程度增強(qiáng)

數(shù)控加工技術(shù)的出現(xiàn)擴(kuò)大了生產(chǎn)材料的選擇范圍，部分零件生產(chǎn)要求的材料較為復(fù)雜，例如稀有金屬、稀有非金屬材料或有機(jī)材料等，都是可以根據(jù)設(shè)計(jì)事先開展加工，提高模具的質(zhì)量。

5.4 促進(jìn)數(shù)控加工技術(shù)的發(fā)展

隨著社會(huì)的發(fā)展，客戶對(duì)于模具的要求也越來越高，從某種程度上數(shù)控加工技術(shù)也有一定的壓力，在實(shí)際生產(chǎn)過程中，計(jì)算機(jī)技術(shù)不斷發(fā)展，數(shù)控加工技術(shù)隨之崛起，根據(jù)商家的更新要求，數(shù)控加工技術(shù)也在不斷更新，那些簡(jiǎn)單的工藝產(chǎn)品數(shù)控加工技術(shù)自是不在話下，快速準(zhǔn)確地完成加工是它的特點(diǎn)，在這個(gè)基礎(chǔ)上數(shù)控加工技術(shù)還可以完成復(fù)雜，生產(chǎn)困難的零件模具，這些都是數(shù)控加工技術(shù)慢慢突破的過程。

5.5 推動(dòng)技術(shù)型人才的培養(yǎng)

科技發(fā)展神速，數(shù)字化信息的更新速度非?？?，再加上數(shù)控加工技術(shù)的普及，工廠里工作人員就會(huì)減少，管理人員會(huì)留下技術(shù)型人才，重復(fù)機(jī)械的工作由機(jī)床就可以完成，所以人才的需求量日益增大[9]。相關(guān)工作人員需要提升自己才能站穩(wěn)腳跟，在從事數(shù)控加工這方面的工作就必須進(jìn)行專業(yè)的指導(dǎo)和學(xué)習(xí)，為了擁有強(qiáng)硬的實(shí)踐操作能力，企業(yè)需要定期組織工作人員學(xué)習(xí)及考核，開展講座，交流工作心得，工作人員需要及時(shí)學(xué)習(xí)理論知識(shí)以及操作技能，數(shù)控加工技術(shù)發(fā)展日新月異，工作人員也需要跟上時(shí)代的腳步，知道計(jì)算機(jī)語言，操作原理和實(shí)踐過程爛熟于心，整體提高工作人員的工作素養(yǎng)，有利于企業(yè)健康長(zhǎng)久的營業(yè)，促進(jìn)現(xiàn)代化生產(chǎn)進(jìn)程。

5.6 擴(kuò)寬生產(chǎn)間的業(yè)務(wù)

在傳統(tǒng)生產(chǎn)模具的過程中，同一生產(chǎn)線上工作人員過多，工作程序太過復(fù)雜，還有很多問題導(dǎo)致在制造模具的過程當(dāng)中質(zhì)量不理想，例如工作人員的實(shí)踐能力不充足，制造技術(shù)不成熟、生產(chǎn)車間環(huán)境不適于工作人員工作等等因素都會(huì)導(dǎo)致模具的殘次品數(shù)量增多[10]。數(shù)控加工技術(shù)可以有效解決，同時(shí)當(dāng)刪改提出更多模具方案，利用數(shù)控加工技術(shù)也可以擴(kuò)寬企業(yè)業(yè)務(wù)的門路，盡量滿足客戶的需求。

6 結(jié)語

本文著重論述數(shù)控加工技術(shù)的特點(diǎn)、應(yīng)用、基本內(nèi)容及相關(guān)優(yōu)勢(shì)的分析，數(shù)控加工技術(shù)在模具生產(chǎn)過程中的應(yīng)用、生產(chǎn)模具的創(chuàng)新等方面。綜上所述，數(shù)控加工技術(shù)已是未來生產(chǎn)模具的主流模式，發(fā)展速度相當(dāng)快，發(fā)展前景較為理想，投資力度也非常可觀。使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和編程語言會(huì)使生產(chǎn)變得更為精準(zhǔn)化、科學(xué)化、現(xiàn)代化及規(guī)范化，注重工作人員工作素養(yǎng)和專業(yè)能力的提升，提高社會(huì)化生產(chǎn)效率，有利于擴(kuò)大企業(yè)發(fā)展的規(guī)模，促進(jìn)現(xiàn)代化生產(chǎn)的發(fā)展。