论文部分内容阅读
[摘 要]模具数控加工技术在将近三十多年的发展中，受到了模具制造技术很大的影响，在对模具加工方法的研究下，着重强调了决定模具制造水平的基础因素，这便是数控加工技术。
[关键词]模具数控加工技术；模具制造技术；研究；发展
中图分类号：TG76 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）15-0398-01
1 引言
在国民经济的快速发展下，在制造业的工艺装备中，模具是最为基础的工艺制造装备。因此，在国家的工业发展下，模具工业是整个国民发展的根本。模具制造业中，由模具生产的产品，其最终价值远比模具成本高出许多。具体体现在各行各业中，如家电、电子、汽车及仪表等各种产品中，依据模具成型的要理，生产各种产品的零部件。在模具制造业中，其设计技术也起到了至为关键的作用，并且最终决定着产品的生产质量，从而有效地彰显了新产品开发及生产在市场中的竞争能力。制造业在我国国民经济的发展中举重若轻，但是要想发展成为制造业强国，就需要大力发展模具工业。因此在我国，模具业发展广受关注，其基础建设，模具机械工业生产及改造都被列为重点建设的项目。
2 模具制造技术发展要求及发展前景
在我国，目前的模具制造技术中，最基本的包括有数控机床快速模具制造，数控机床高速切削技术，快速成型技术，三坐标测量技术，模具CAD/CAM/CAE技术，电加工技术。在我国的模具制造技术发展过程中，经历了三个重要的发展时期，发展初期中，主要是模具制造技术硬件设备的引进，引进过程中通过合资运营方式将国外的先进技术装备引入国内，采取直接生产产品的方式进行生产。先进硬件设备的引进，加快了产品生产的速度，同时有效地提高了产品生产的效率，使生产有了质和量的飞速提升，国内产品生产质量的提升，使得我国的物资更为丰富，价格低廉，从而有效替代了进口商品在国内占据的主要地位。在硬件设备引进的过程中，还出现了很多问题，如引进过程中没有酌情考虑，盲目引进，加大引进量，导致了在硬件设备的购买中，使得资金大量浪费，而硬件设备的关键技术，仍然不能够很好掌握，依旧受制于国外。在诸多的问题中，使得制造工业中的复杂零部件以及关键技术依赖于国外引进，得不到良好的发展。第二个阶段是发展中期，随着科技的快速发展，计算机技术得到了广泛的应用，计算机技术的应用加快了制造业技术的发展。而在我国，由于制造数控机床的水平还未达到国外的先进水平，且相应的制造成本也颇高，因此不得不依赖进口数控系统，这在很大程度上限制了模具制造业的发展。第三个阶段是快速发展的时期，随着我国加入世界贸易组织，在进出口贸易中，较之以往，数控机床进口获得了公平待遇，使得数控机床得到了前所未有的发展，同时也加速了新模具制造技术CAD/CAPP/CAM的发展。
2.1 新型模具材料的研制和应用
在新型模具材料的研发中，需要材料的使用性能良好，尤其应用时，需模具材料具有相应的可加工性。在新型模具材料的应用实践中，析出硬化钢、失效的马氏体钢以及淬火回火钢都达到了使用性能、加工性能的要求。选择模具材料是模具设计制造过程中极其重要的步骤，模具材料的性能对制造模具成本、以及模具制造成型后的使用寿命都有直接的影响。
2.2 模具制造技术CAD/CAM/CAE的开发及应用
通过改进模具制造技术，如模具测量仪器以及模具加工设备的改进，使制造模具的效率和精度有效提高。诸如一些先进的加工技术，电加工、仿形加工、微机控制加工、数控加工、快速成型、高速切削以及三坐标测量等。加工技术的应用，需要积极开发模具制造技术CAD/CAM/CAE系统，以使数控加工技术实现自动化、智能化、集成化的多方面發展。虽然目前我国已经开始广泛应用CAD、CAM、CAE软件，但是这些软件的集成系统尚不完善，而且多是各自独立，在进行CAM操作的过程中，需要进行人机交换以及CAD建模几何信息的引入，并且要确定及处理加工刀具，加工对象以及加工信息。确认仿真加工信息正确时，再传输信息到数控加工机床，以此来加工零件。
3 模具制造中数控加工技术的应用
在数控机床上加工零件的整个工艺过程称之为数控加工。数控加工技术是依据相关的数控要求，理论和方法进行准确并高效的加工。涉及面广泛，主要有计算机控制技术、机械制造技术、信息处理技术、传感器技术以及光机电液一体化技术，因此模具制造中的数控加工技术是集数字化、敏捷化、柔性化及自动化于一体的综合性模具加工技术。在模具制造中，关键的技术特点如下。
3.1 高精度控制
在模具制造中，数控加工技术中的零件加工，需要高精度的控制技术要求，因此在具体的零件加工中，对数控机床的加工精度以及几何精度有严格的控制。通常会通过提高数控机床稳定性以及制造精度，同时减少数控系统误差来对数控机床的加工精度以及几何精度进行控制。为了提高数控加工技术的加工精度，常选用闭环补偿控制技术来实现这一加工精度要求。数控加工技术中，高精度控制是其发展的目标。
3.2 高速切削
在数控加工技术中为了使加工速率有效提高，常采用高速切削。采用高速切削的方法，可尽量避免被加工零件的热变形，并加速排屑，减轻机床振动，减少切削力，使加工零件的表面质量以及技工精度得以提高。加工件经过高速切削加工后，通常不需要再进行精加工。高速切削通常要求切削机有高速且刚性强的主轴系统，同时还要求数控系统具备超高速通信、快速插补以及高速运算的能力。在数控机床的发展中，高速切削是其主要的发展目标。
3.3 柔性化
在数控机床加工中，常对加工件具有一定的变化能力要求，便是加工件的柔性要求。在数控机床中，同一数控系统以及同一机床能够对不同的结构以及不同形状的零件进行加工。为了使数控机床的不同加工用途，及柔性化的数控加工得以实现，因此数控系统应该具备一定的开放性。同时数控系统应具有通用以及专用两方面作用，通过编辑及重组将用户的技术经验进行处理并存储，从而形成一定的专家系统。在我国，目前的柔性自动化数控系统应用较以往，得到了普遍的应用。因此数控系统中的系统及单元柔性化技术开发是这一整体的发展方向。
3.4 加工一体化、网络化、智能化
数控加工系统中CNC-P一体化是指，通过综合控制机、电、光、声，实现数控测量、加工一体化，数控系统设计、机床主体一体化，实时监测修正以及数控加工一体化。加工网络化是指通过应用计算机集成制造系统以及柔性制造系统，来构建网络化工程系统，如通信协议的建立，网络接口配备，远程技术诊断及检测，远程监视，然后进行控制加工。从而形成全面一体的网络制造。在计算机控制系统中，CNC系统具备自行调整、自行诊断以及自行适应的智能。
参考文献
[1] 孙建芳.基于信息技术的塑料模具数控加工技术的教学研究[J].中国现代教育装备，2008（01）：87-88.
[2] 李东君，钱晓琳.网络环境下模具数控加工技术课程教学设计研究[J].常州信息职业技术学院学报，2011（01）：44-46.
[3] 夏佳君.基于知识的模具数控自动加工功能的研究[D].华中科技大学，2012.
[4] 谢暴，杜兰萍，刘艳华.基于工作过程的《模具数控加工技术》课程学习情境设计[J].安徽职业技术学院学报，2010（04）：62-65.
[5] 吴维锋.模具制造与数控加工技术的探究[J].数字技术与应用，2013（05）：26.
[6] 彭健钧.基于特征的复杂工件数控加工关键技术研究[D].中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所），2012.
[关键词]模具数控加工技术；模具制造技术；研究；发展
中图分类号：TG76 文献标识码：B 文章编号：1009-914X（2014）15-0398-01
1 引言
在国民经济的快速发展下，在制造业的工艺装备中，模具是最为基础的工艺制造装备。因此，在国家的工业发展下，模具工业是整个国民发展的根本。模具制造业中，由模具生产的产品，其最终价值远比模具成本高出许多。具体体现在各行各业中，如家电、电子、汽车及仪表等各种产品中，依据模具成型的要理，生产各种产品的零部件。在模具制造业中，其设计技术也起到了至为关键的作用，并且最终决定着产品的生产质量，从而有效地彰显了新产品开发及生产在市场中的竞争能力。制造业在我国国民经济的发展中举重若轻，但是要想发展成为制造业强国，就需要大力发展模具工业。因此在我国，模具业发展广受关注，其基础建设，模具机械工业生产及改造都被列为重点建设的项目。
2 模具制造技术发展要求及发展前景
在我国，目前的模具制造技术中，最基本的包括有数控机床快速模具制造，数控机床高速切削技术，快速成型技术，三坐标测量技术，模具CAD/CAM/CAE技术，电加工技术。在我国的模具制造技术发展过程中，经历了三个重要的发展时期，发展初期中，主要是模具制造技术硬件设备的引进，引进过程中通过合资运营方式将国外的先进技术装备引入国内，采取直接生产产品的方式进行生产。先进硬件设备的引进，加快了产品生产的速度，同时有效地提高了产品生产的效率，使生产有了质和量的飞速提升，国内产品生产质量的提升，使得我国的物资更为丰富，价格低廉，从而有效替代了进口商品在国内占据的主要地位。在硬件设备引进的过程中，还出现了很多问题，如引进过程中没有酌情考虑，盲目引进，加大引进量，导致了在硬件设备的购买中，使得资金大量浪费，而硬件设备的关键技术，仍然不能够很好掌握，依旧受制于国外。在诸多的问题中，使得制造工业中的复杂零部件以及关键技术依赖于国外引进，得不到良好的发展。第二个阶段是发展中期，随着科技的快速发展，计算机技术得到了广泛的应用，计算机技术的应用加快了制造业技术的发展。而在我国，由于制造数控机床的水平还未达到国外的先进水平，且相应的制造成本也颇高，因此不得不依赖进口数控系统，这在很大程度上限制了模具制造业的发展。第三个阶段是快速发展的时期，随着我国加入世界贸易组织，在进出口贸易中，较之以往，数控机床进口获得了公平待遇，使得数控机床得到了前所未有的发展，同时也加速了新模具制造技术CAD/CAPP/CAM的发展。
2.1 新型模具材料的研制和应用
在新型模具材料的研发中，需要材料的使用性能良好，尤其应用时，需模具材料具有相应的可加工性。在新型模具材料的应用实践中，析出硬化钢、失效的马氏体钢以及淬火回火钢都达到了使用性能、加工性能的要求。选择模具材料是模具设计制造过程中极其重要的步骤，模具材料的性能对制造模具成本、以及模具制造成型后的使用寿命都有直接的影响。
2.2 模具制造技术CAD/CAM/CAE的开发及应用
通过改进模具制造技术，如模具测量仪器以及模具加工设备的改进，使制造模具的效率和精度有效提高。诸如一些先进的加工技术，电加工、仿形加工、微机控制加工、数控加工、快速成型、高速切削以及三坐标测量等。加工技术的应用，需要积极开发模具制造技术CAD/CAM/CAE系统，以使数控加工技术实现自动化、智能化、集成化的多方面發展。虽然目前我国已经开始广泛应用CAD、CAM、CAE软件，但是这些软件的集成系统尚不完善，而且多是各自独立，在进行CAM操作的过程中，需要进行人机交换以及CAD建模几何信息的引入，并且要确定及处理加工刀具，加工对象以及加工信息。确认仿真加工信息正确时，再传输信息到数控加工机床，以此来加工零件。
3 模具制造中数控加工技术的应用
在数控机床上加工零件的整个工艺过程称之为数控加工。数控加工技术是依据相关的数控要求，理论和方法进行准确并高效的加工。涉及面广泛，主要有计算机控制技术、机械制造技术、信息处理技术、传感器技术以及光机电液一体化技术，因此模具制造中的数控加工技术是集数字化、敏捷化、柔性化及自动化于一体的综合性模具加工技术。在模具制造中，关键的技术特点如下。
3.1 高精度控制
在模具制造中，数控加工技术中的零件加工，需要高精度的控制技术要求，因此在具体的零件加工中，对数控机床的加工精度以及几何精度有严格的控制。通常会通过提高数控机床稳定性以及制造精度，同时减少数控系统误差来对数控机床的加工精度以及几何精度进行控制。为了提高数控加工技术的加工精度，常选用闭环补偿控制技术来实现这一加工精度要求。数控加工技术中，高精度控制是其发展的目标。
3.2 高速切削
在数控加工技术中为了使加工速率有效提高，常采用高速切削。采用高速切削的方法，可尽量避免被加工零件的热变形，并加速排屑，减轻机床振动，减少切削力，使加工零件的表面质量以及技工精度得以提高。加工件经过高速切削加工后，通常不需要再进行精加工。高速切削通常要求切削机有高速且刚性强的主轴系统，同时还要求数控系统具备超高速通信、快速插补以及高速运算的能力。在数控机床的发展中，高速切削是其主要的发展目标。
3.3 柔性化
在数控机床加工中，常对加工件具有一定的变化能力要求，便是加工件的柔性要求。在数控机床中，同一数控系统以及同一机床能够对不同的结构以及不同形状的零件进行加工。为了使数控机床的不同加工用途，及柔性化的数控加工得以实现，因此数控系统应该具备一定的开放性。同时数控系统应具有通用以及专用两方面作用，通过编辑及重组将用户的技术经验进行处理并存储，从而形成一定的专家系统。在我国，目前的柔性自动化数控系统应用较以往，得到了普遍的应用。因此数控系统中的系统及单元柔性化技术开发是这一整体的发展方向。
3.4 加工一体化、网络化、智能化
数控加工系统中CNC-P一体化是指，通过综合控制机、电、光、声，实现数控测量、加工一体化，数控系统设计、机床主体一体化，实时监测修正以及数控加工一体化。加工网络化是指通过应用计算机集成制造系统以及柔性制造系统，来构建网络化工程系统，如通信协议的建立，网络接口配备，远程技术诊断及检测，远程监视，然后进行控制加工。从而形成全面一体的网络制造。在计算机控制系统中，CNC系统具备自行调整、自行诊断以及自行适应的智能。
参考文献
[1] 孙建芳.基于信息技术的塑料模具数控加工技术的教学研究[J].中国现代教育装备，2008（01）：87-88.
[2] 李东君，钱晓琳.网络环境下模具数控加工技术课程教学设计研究[J].常州信息职业技术学院学报，2011（01）：44-46.
[3] 夏佳君.基于知识的模具数控自动加工功能的研究[D].华中科技大学，2012.
[4] 谢暴，杜兰萍，刘艳华.基于工作过程的《模具数控加工技术》课程学习情境设计[J].安徽职业技术学院学报，2010（04）：62-65.
[5] 吴维锋.模具制造与数控加工技术的探究[J].数字技术与应用，2013（05）：26.
[6] 彭健钧.基于特征的复杂工件数控加工关键技术研究[D].中国科学院研究生院（沈阳计算技术研究所），2012.