数控技术在机械制造中的应用

数控技术在机械制造中的应用机械模具是制造工艺设备过程中必不可少的一种工具，其在模具加工中的应用具有非常重要的作用。对于模具的制造生产来说，生产周期一般较长，对加工制造技术要求较为严格。就数控技术来说,其是指在计算机技术的基础上,科学地控制传统机械进行制造,提高机械制造的效率和质量的一种技术。与传统机械制造技术相比,该技术具有精度高、效率高、柔性自动化等优势。将数控技术应用到机械制造中,可以对机械设备的角度、速度等方面进行合理控制,从而保障机械产品生产的高效性、高质性。另外,该技术是一种高新技术,是以机械自动化为基础,在一定程度上保障了机械制造的安全性、有效性。传统的机械模具加工制造技术已经很难满足现代模具制造的要求。而机械模具数控加工制造技术的应用，则给模具制造行业带来了新的发展机遇，同时也面临着新的挑战。在社会经济的不断发展、市场竞争的日益激烈的条件下,要想增强企业的竞争力,则需要不断提高生产的技术水平,提高产品的质量,降低生产成本,实现生产的自动化、智能化。机械制造业要想实现生产的自动化,就需要应用数控技术,从而逐渐形成现代化的机械生产。机械制造业是国家的支柱型产业,其也是工业化程度的重要标志,该行业的发展影响着国民经济的整体发展。现阶段,我国机械制造的生产水平已经达到世界的先进水平,但在机械制造技术含量、知识产权品牌方面还存在欠缺。因此，针对机械模具数控加工制造技术进行分析显得尤为重要随着现代经济的飞速发展，机械制造业也迈入了一个新的发展阶段。工业的生产越来越需要高精度的仪器，原来的机械设备已经无法达到新的要求，数字加工技术就应运而生。数控加工技术在机械制造业已经广泛应用，这种技术不但制造出高精度的器械还可以提高器械的生产效率和质量，使机械制造业的发展更加精密，精度更加理想。然而，我们不能拘泥于现状，随着产业的不断发展对数控加工技术的要求会越来越多，所以我们要加强创新，发散思维，提高数控加工技术。通过本文的研究有助于提高数控技术在机械制造中的应用具有一定的现实的意义。所以对于该课题进行相关的研究是至关重要的。1.3国内外研究现状 国内外有关的学者数控技术在机械制造中的应用进行了相关的研究，并且取得了一定的研究的结果，具体的研究的结果如下所示：李金莲（2018）在生产机械模具的厂房里，经常会出现这样的情况：很多低质量的模具被制造。这是因为在传统的机械模具的生产过程中，存在着来自众多方面因素的影响，工人们很难保证模具的质量是否过关。一旦此现象出现，那么必将会导致生产资源和生产成本的浪费问题[1]。张武（2017）要想提高机械模具的生产水平，应该尽力改善数控技术水平。工作人员应意识到数控技术的强化和改进是十分重要的，而其中，最重要的是应该优化机械模具生产时的加工工序。这样才能保证机械模具的生产质量以及工作效率得以提高。在进行模具的加工程序的优化过程中，相关技术人员要做到全面且细致的去考虑问题，得到最佳的加工程序的优化方案，从而通过使生产工序简单化来实现生产时间的缩短，使成品的精度和质量更高，最终实现企业经济效益的最大化[2]。袁梦（2016）随着现代社会的快速发展，数控技术必然会应用到机械模具的生产活动中，这是时代发展的必然趋势。总而言之，在实际生产加工机械模具时，使用数控技术，对机械模具的精度与质量问题都带来了保证，极大地提高了企业的经济效益[3]。李佳伟（2016）在社会经济的不断发展、市场竞争的日益激烈的条件下,要想增强企业的竞争力,则需要不断提高生产的技术水平,提高产品的质量,降低生产成本,实现生产的自动化、智能化。机械制造业要想实现生产的自动化,就需要应用数控技术,从而逐渐形成现代化的机械生产。机械制造业是国家的支柱型产业,其也是工业化程度的重要标志,该行业的发展影响着国民经济的整体发展。现阶段,我国机械制造的生产水平已经达到世界的先进水平,但在机械制造技术含量、知识产权品牌方面还存在欠缺[4]。ngridJulien-Gau（2014）数控技术在机械制造中得到了广泛的应用,并发挥了重要的作用。其不仅提高机械制造的质量和效率,还能在一定程度上保障机械生产的安全性,因此被应用到多个领域中。将机械制造与数控技术进行有效的融合,能够不断推动工业化的发展,从而促进国民经济的增长[13]。数控技术是一种先进的控制技术，因具有智能化和自动化优势，使其得到了广泛应用。数控技术在机械模具加工制造中的应用，极大地促进了机械模具加工制造的发展。从现阶段的实际情况来看，数控技术的应用，可以降低人力成本的支出，甚至可以完全替代人力操作，但是这也对数控技术提出了更为严格的要求，即必须实现全自动化控制，并且要求各方面的数据信息统一协调。数控技术在机械模具加工制造中的应用，并不仅仅局限在加工制造环节，同时还包括对机械模具质量的精度控制、机械模具设计的优化等。应用机械模具数控加工制造技术进行加工制造，可以提高生产效率[5]。与传统的机械模具加工制造技术相比，数控技术的出现，实现了机械模具的自动化、智能化加工制造，对机械模具加工制造的发展具有极大的促进作用。2.2数控加工技术的优点2.2.1促进高效生产数控技术是在生产活动中利用数字化系统对生产过程也就是生产机械模具时对其进行控制，使其的精度更加严密的一种技术。在机械模具生产过程中，与以往的生产技术相比数控技术是用系统进行控制，优化了其生产过程是加工更趋于现代化的要求，减少了生产加工所需要的时间，生产效率得到了明显的提升、数控加工技术的使用提高了模具的质量还把现代技术应用到了传统行业中，创新了行业的发展[6]。因此利用数控加工技术生产出来的模具一般都具有高精度、高质量、高效率等特点，为企业的效益发挥了重要的作用。2.2.2实现生产自动化数控技术在生产中利用数字系统对生产过程进行控制，让设备可以离开人工自己运行，且运行更加简便，实现了生产过程中的自动化。自动化生产是在设定好的程序下有规律的运行，数控技术的自动化不仅节省了人力同时还提高了生产效率。在以往的生产中机械模具的生产往往离不开人工的监管，人工的监管既增加了人工成本也降低了产品的失误率，但是在数字系统控制下，机械模具的生产方式发生了突破性的转变，生产的智能化和自动化，让模具可以连续的生产出来形成一个完整的生产链。这种自动化的操作加快了生产速度为企业带来更加快速的资金周转，同时这也是一种生产能力的提高。2.3数控技术的原理数控技术的应用主要是综合利用计算机技术、自动控制、精密计算等方面,从而保障机械制造的高效性、高精准性。现代数控系统是数控技术的主要构成部分,要想通过该系统来控制不同的机械设备,则需要存储设备的相关程序来实现。就现代数控系统来说,其是由多个部分组成,包括CNC装置、输入装置、输出装置、速度控制单元及软件等。在这些组成部分中,CNC装置是最为重要的部分,其是一种特殊的电子计算机,通过利用该装置,可以实现硬件对软件运行的合理控制,从而使软件的运行效果达到最佳。其次,在电子计算机的作用下,将信息输出并下达电路驱动的命令,实现机械的生产和运行[7]。在实际的数控技术应用过程中,机械制造人员可以实时控制机械的制造过程,从而保障机械制造控制的精准性,进而提升机械制造的效率和质量。数控技术原理如图2-1所示：图2-1数控技术原理2.4数控技术应用优势我国的机械加工制造业在运用传统技术进行生产过程当中，机械生产厂往往重视的是系统设备之间的配合流畅度，当然，随着当今科学技术的不断进步与发展，机械制造产业在进行整体发展过程当中，开始运用先进的生产技术以及信息化技术，大大推动了机械制造业，数控技术的发展和应用[8]。在机械产品制造过程当中，运用数据库技术可以更好的提高产品生产精准度，同时在应用过程当中也能够更好的保证数据信息化手段对机床的整个工作的调控。3数控技术在机械制造中的优势在应用机械模具数控加工制造技术的过程中，需要确保机械模具各方面的信息保持统一和协调，并在一个完善的操作系统上进行操作，只有这样才能够充分发挥机械模具数控加工制造技术的重要优势，缩短机械模具加工的时间，提高生产效率。现阶段的机械模具数控加工制造技术在不断发展中取得了较大的进步，已经基本替代了以往人工操作和远程操作的生产方式，极大地缓解了相关工作人员的工作压力[9]。另外，机械模具数控加工制造技术正朝着智能化方向发展，并取得了一定的成效，大大提高了机械模具加工精度和效率。机械模具数控加工制造技术也因此得到了广泛的应用。3.2高精度和高效性机械模具数控加工制造技术的关键在于数控水平，创新的机械模具数控加工制造技术就意味着数控的高精度和高效性。现阶段相关数控技术的各个小细节均已得到相应的改进与完善，该项技术的重要优势越来越明显。数控技术的使用较为宽泛，并且涉及的内容也较为广泛，其在机械模具加工制造中的应用，充分体现了数控技术的适配性，克服了传统机械模具加工制造中存在的不足和弊端，更加符合机械模具加工制造的发展需求，并且该项技术发展得越来越成熟。工程技术的不断发展与进步对机械模具加工制造的发展具有较大的促进作用。现阶段机械模具数控加工制造技术呈现出了柔性化发展趋势。其主要表现在两个方面：一方面，数控技术在控制机械模具加工制造的前提下，针对不同机械模具加工进行了及时的调整。另一方面，现阶段数控技术的水平基本可以满足机械模具加工制造的发展需求，且其覆盖范围在不断扩大。数控技术的出现，转变了传统机械模具加工制造的方式，实现了数控化和自动化。4数控技术在加工合金零件中的应用4.1合金零件加工模具的工艺路线4.1.1零件图样的分析合金零件加工模具材料选择铝合金，铝合金是一种易于切削加工的材料，该材料的特点是重量轻，硬度、强度较低，导热系数和线膨胀系数大等。在加工过程中其切削变形，刀具磨损情况，切削力变化，成型表面质量与钢件有所区别。分析其主要工艺流程及要求如下:(1)合金零件加工模具需正、反面加工。(2)内部型腔、外轮廓分别进行粗、精加工。(3)加工时间要求较短，表面质量要求较高。通过模型及工艺流程可知，合金零件加工模具需要二次装夹，需采用虎钳来进行装夹加工才能确保形位公差及精度要求;其次考虑加工机床所能达到的加工精度与加工成本。4.1.2确定毛胚种类合金零件加工模具材料为铝合金，考虑到刀具的磨损，以及成本的原因，还有铝合金件易于切削加工，具有重量轻，硬度，强度较低。查《机械制造工艺设计简明手册》可知合金零件加工模具尺寸公差。4.1.3确定工件加工余量及形状毛坯选择块状铝合金件76mm*76mm*50mm，进行加工合金零件加工模具。合金零件加工模具毛胚图如图4-1所不。图4-1合金零件加工模具毛胚图4.1.4选择定位基准(1)粗基准的选择:正面内型腔加工以零件的外侧为主要的定位粗基准，反面加工以小凸台侧面为定位基准。(2)精基准的选择:考虑要保证零件的加工精度和装夹、定位准确方便，依据“基准重合”原则和“基准统一原则，以粗加工的侧面为主要的定位精基准。4.1.5制定工艺路线依据合金零件加工模具的外形特点，尺寸公差及形位公差的技术指标，并考虑到加工方法能够达到精度要求，还需保证降低生产成本。查阅《机械制造工艺设计简明手册》选择零件的加工方法及工艺路线方案如下:下料一去毛刺一铣平面一铣侧壁一型腔铣铣内腔一轮廓铣精铣内腔一进行反面加工一铣小凸台一型腔铣粗铣外腔一轮廓铣精铣外腔一精铣侧壁。4.2合金零件加工模具的数控加工利用UG软件在特征和三维建模方面强大功能，合金零件加工模具的三维实体模型，图4-2合金零件加工模具的三维实体模型4.2.1数控加工的基本流程数控加工的基本流程可以分为三个过程:第一个阶段是加工对象和加工设备的确定，主要包括建立三维模型、建立制造数据库、定义加工对象、确定切削机床、确定切削刀具和确定工装夹具等;第二个阶段是数控加工的相关参数和加工方式的设置，主要包括设置加工方式、定义切削工艺参数、确定进刀退刀安全平面、生成刀位文件;第三个阶段是模拟加工过程并优化，主要包括仿真加工、是否要进行轨迹优化等内容。4.2.2合金零件加工模具主要加工面的数控仿真加工合金零件加工模具的主要加工面有:合金零件加工模具上表面，正面内型腔结构，反面外轮廓，合金零件加工模具小凸台等。4.2.3合金零件加工模具数控代码生成进行机床、程序和刀路轨迹参数、NC数据的定义、输出程序结构设置以及虚拟NC控制器等参数的设置，生成数控代码传输到数控铣床，加工出产品，如图4-3,如图4-4所示。图4-3外轮廓数控加工图4-4内腔数控加工5提高数控技术在机械制造中的应用建议5.1明确产品自身基本特征通常情况下，机械模具加工制造均为单件产品的生产，对于每一件机械模具来说，都具有属于自身的基本特征，因此在实际生产过程中有效地避免了重复开模的现象。在应用机械模具数控加工制造技术时，对机床控制和数控编程的要求极为严格，如果加工制造的机械模具的结构较为复杂，就需要与其他机械模具数控加工制造技术和软件进行有机结合，并充分发挥各自的重要优势，共同完成该机械模具的加工制造。由此可见，在应用机械模具数控加工制造技术时，应该注重加强对机械模具产品自身基本特征的了解和明确，以此提高机械模具数控加工制造技术应用的精准性。在对机械模具质量进行判断的过程中，判断的精确度至关重要。因此，应该对机械模具加工制造过程的误差进行严格控制，将其控制在准许范围内，并最大化降低误差。在应用机械模具数控加工制造技术进行加工制造的过程中，必须对相关工作人员的操作提出严格的要求，