数控模具技术应用探讨
时间:2018-06-22 查看数:370

摘要:模具加工制造过程中, 对零件的精确度以及材料的质量有较高要求,尤其在模具批量生产条件下,更加需要严谨的工艺流程与先进技术条件,来提升模具加工的效率和精准度。现今,将数控技术与模具生产相结合,可以有效地解决模具批量生产难题。通过现代化、智能化的数控技术,极大的弥补了模具加工本身所具有的缺陷,通过优化加工工艺和技术,提高工作效率和制造精确度,给模具生产带来巨大的经济效益。

      关键词:控技术;模具制造;应用 

       0 、引言 

     数控加工是集合计算机、通信、微电子以及自动控制等技术,为一体的现代化生产加工技术,它的出现不仅提高了制造加工业的生产效率,而且,还能通过先进的加工技术提升零件加工的精确性,并且,可以凭借自动化的控制系统代替传统的人工作业,降低劳动强度的同时,还能减少零件的生产成本,为企业提供更大的生产利润。由此可见,数控机床在工业以及制造业中,有着非常重要的作用,而能够使数控机床体现出这一核心作用的基础,则是对整个加工过程的工艺设计以及程序编制。在数控模具过程中,工艺设计以及程序编制主要是制定加工工艺的规程。数控模具工艺内容主要包括有:选择并确定进行数控加工的内容;对模具图样进行工艺分析;数学处理模具的图样并且确定编程设定值;数控加工工艺方案的确定;选择数控机床的类型;刀具、夹具、量具的选择和设计;切削参数的确定;加工程序的编写、校验与修改等。 


      1 、数控模具技术的应用 


     数控模具技术,可以分为数控铣削加工、数控电火花加工、数控磨削加工以及数控车削加工等。其中数控装置是整个技术的核心环节,现阶段,大部分的数控机床都采用微型计算机控制。由数控接收控制介质输入的信息,经过处理与运算后,控制机床的每一个动作,而且,每一个加工方式都有具体的应用环境,例如:数控铣削加工技术就被广泛应用于机械设备制造、模具加工等领域。它以普通铣削加工为基础,同时结合数控机床的特点,不但能完成普通铣削加工的全部内容,而且还能完成普通铣削加工难以进行的加工工序。数控铣削加工设备主要由数控铣床和加工中心组成,可以对零件进行平面轮廓铣削、曲面轮廓铣削加工,还可以进行钻、扩、绞等加工;数控电火花加工则主要应用于模具型腔加工,在模具加工中应用最为广泛。主要通过电极放电腐蚀的原理,进行模具加工,常用的电极为紫铜或者石墨。在模具生产过程中,应该根据模具的特点,选择合理的加工方式,降低生产成本、提高生产效率。对于旋转类的模具,可以采用数控车削加工,对于微细复杂形状、特殊材料的模具,可以采用数控电火花加工。对精度要求较高的解析几何曲面,可以采用数控磨削加工。 


     此外,在模具加工工艺环节上,还需要根据模具的特性选择特殊的加工方式,采用数控车床,只要完成前期准备后,就可以进行加工。在模具成型之后,如果尺寸无法符合设计要求,可以根据三维模型软件,生成数控代码,将成形模具固定到数控机床上,进行精确地数控加工,从而使模具符合标准要求。数控车模具工艺,主要是利用数控机床控制刀具,在工件上完成一系列的切削、钻孔工作。工序较为集中,大部分的操作都是在数控机床上进行的,因此,在工艺设计过程中,必须要根据模具的图样特征进行分析,判断是否能够在一台数控机床上完成所有的加工工序,如果不能则应该根据模具需求,进行设计工作,以下就对数控模具技术的具体应用,进行深入分析: 

     1.1 定位基准分析 

    模具定位基准,取决于零件本身的样式以及加工特点。在进行工序设计时,必须要先判断模具是外形加工还是内形加工,通常情况下在外形加工时,需要通过零件的内形进行定位,而在加工内形时,则需要根据模具的外形进行定位。例如:同轴度、圆度以及径向跳动等。车床主轴的定位过程较为复杂,包括顶尖、锥堵、支承面等作为定位基准,并且所用的基准都需要在该工序前完成。数控模具各个工序的定位基准选择如下表1 所示:

1.2 数控加工工序划分 

     通常,数控加工工序的划分,可以根据模具粗、精加工方式,以及刀具种类进行划分。其中对模具的加工精度、刚度以及加工变形量大小具有特定要求时,需要分别进行模具的粗加工以及精加工,例如:使用铸件、锻件或焊接件,作为模具加工的毛皮材料时,应该先进行粗加工,然后在进行精加工。加工顺序对于模具的质量,有着非常重要的影响,避免将模具某一部分全部加工完成后,才开始其他表面的加工,这种方式会破坏已经完工模具表面的精度。在按照所用刀具划分工序时,应该提高刀具的使用效率,尽量减少换刀次数,这样不仅能够降低定位误差对模具加工精度造成的影响,而且还能压缩数控机床的空程时间。在具体操作过程中,可以对模具采用集中加工方式,即在进行加工时,对模具图样进行分析,选择模具加工中使用的刀具以及各项工序的工作时间,充分利用刀具,然后更换新刀具,按照同样的原理进行加工,能够合理的提高工作效率和生产能力。此外,在划分工序时还需要综合考虑模具加工的精度以及数控机床的工作效率。通常,一道加工工序包含非常复杂的刀具,因此,为了能够使模具加工的精度有所保证,需要对加工工序进行细分,以便于对复杂表面的加工过程进行有效控制。对于一些需要进行铣削面以及镗孔加工的模具,在设计工序上应该先考虑铣削面的加工,然后进行镗孔,而且在工序转换过程中需要有一定的恢复时间,从而能够降低模具热变形对镗孔精确度造成的影响。总之,在进行数控车模具工艺设计的过程中必须要根据模具的结构特点、精度要求、加工材料的类型等情况,进行综合考虑。 

     1.3 数控刀具的选择 

     在数控模具加工过程中,会使用到多种工具,例如切刀、铣刀、铰刀、扩刀、镗孔刀以及钻头等。其中常见的刀片形状为正型前角刀片以及负型前角片,前者用于对内轮廓加工,小型机床加工,工艺系统刚性较差和工件结构形状较复杂应该优先选择正型刀片; 


     后者主要对于外圆加工,金属切除率高和加工条件较差时应该优先选择负型前角刀片。表2 为数控零件加工中不同刀具的参数要求:

表2 不同刀具的参数要求


     2 、数控模具技术的发展趋势


     伴随着科技技术的不断发展,未来数控模具技术将会得到快速、科学的发展。以下就对数控模具技术的发展趋势进行分析: 

     2.1 更快的加工速度

 

     数控技术使模具加工变成了自动控制的过程,通过数控机床将主轴转速以及分辨率等方面,进行全面优化,极大提高数控模具加工的生产效率和加工精度。例如:数控铣削加工的主轴转速通常为15000r/min,通过提高主轴转速可以带动模具加工速率,正常情况下模具加工效率可以提升三倍左右。 

     2.2 更高的可靠性 

     数控模具技术的可靠性,主要是由计算机控制系统决定的。现代数控机床采用了先进的模块硬件结构,根据用户自身的需求,对数控机床的控制功能进行组合。这些功能模块的设计与制造,在标准化、通用化的指导原则下进行,极大的提升了数控机床的可靠性。 


      3 、结束语 

     综上所述,科学技术和社会生产的不断发展,对机械产品的精度要求越来越严格,同时,模具的表面形状也越来越复杂,这无疑给产品生产加工提出了更高的要求,对生产设备也提出了通用性和灵活性等方面的要求。尤其是对模具制造行业中,复杂模具应用越来越广泛,使用普通机床加工,不仅劳动强度大、生产效率低,而且产品的精准度无法保证,因此,需要对模具生产加工进行不断优化,提高加工效率和产品质量。本文对数控模具技术的应用进行研究。首先分析出数控模具技术的基本概念及特点,然后从模具加工过程中工艺特定的分析,并且对未来数控模具技术的发展方向进行了简要探讨,为日后数控模具加工技术及其工艺优化提供更加科学、可靠的理论依据。


 

文章来源:太空模具网
上一条:模具抛光机器人柔性终端执行器设计与分析
下一条:关于提高冲压模具寿命的方法探寻
关闭窗口