机械模具数控加工制造技术分析

一、机械模具数控加工制造技术概述

（一）数控加工制造技术的概念

数控加工制造技术是指通过数字化信息对机床运动及加工过程进行控制的一种方法。在机械模具制造中，利用数控系统将模具的设计图纸转化为数字化指令，控制机床的刀具、工作台等部件按照预定的轨迹和参数进行运动，完成对模具毛坯的切削、成型等 。与传统的手工加工或普通机床加工相比，数控加工制造技术具有更高的自动化程度和加工精度，能够实现复杂形状模具的高效生产。

（二）数控加工制造技术应用于机械模具的优势

提高生产精度和效率：数控加工设备能够精确执行预设的加工指令，加工精度可达到微米甚至更高的级别。在模具制造过程中，对于一些高精度的模具，如汽车发动机缸体模具、精密电子模具等，数控加工技术能够确保模具的尺寸精度和表面质量，有效减少因加工误差导致的废品率。同时，数控设备的高速切削功能和自动化换刀系统等，能够大大缩短加工时间，提高生产效率。例如，在加工复杂曲面模具时，数控铣削加工技术能够通过多轴联动，快速准确地完成曲面的铣削，相比传统加工方法，效率可提高数倍甚至数十倍。

提升生产规范性：机械模具加工制造涉及多个复杂的工序和操作，传统加工方式容易因人为因素导致加工顺序混乱、工艺参数不一致等问题，从而影响模具质量。而数控加工制造技术通过数字化编程，将加工工艺和参数精确设定并存储在数控系统中，机床按照程序严格执行加工操作，保证了加工过程的规范性和一致性。无论是批量生产还是单件生产，数控加工都能确保每一个模具都按照相同的高质量标准进行制造，提高了模具生产的稳定性和可靠性。

促进柔性化生产：数控加工制造技术使得机械模具生产能够更好地适应市场需求的变化。在实际生产中，只需对数控程序进行修改，就可以快速调整模具 状 实现不同规格、不同结构模具的生产。一台数控加工设备可以完成多种类型模具的 务， 统 样频繁更换工装夹具和调整机床结构。这种柔性化生产方式能够大大缩短模具的生产周期，降低生产成本，提高企业对市场的响应速度和竞争力。

二、机械模具数控加工制造技术的具体类型及应用（一）数控车削加工制造技术

技术原理与特点：数控车削加工是在普通车削加工的基础上发展起来的，它利用数字化的信息控制车床的运动部件，实现对回转体零件的切削加工。数控车床配备了高精度的主轴、进给系统和刀架系统，能够精确控制刀具与工件之间的相对运动轨迹和切削参数。数控车削加工技术具有操作简单、加工精度高、生产效率快等特点，尤其适用于加工轴类、盘类、套类等回转体零件。在机械模具制造中，对于一些具有回转体特征的模具零件，如模具的型芯、顶针、导柱等，数控车削加工技术能够发挥出其独特的优势。

应用实例：以加工塑料模具中的型芯为例，首先根据型芯的设计图纸，在数控车床上编制加工程序，确定车床的基准面、车刀的切削轨迹以及切削参数等。然后将模具毛坯安装在数控车床的卡盘上，启动车床，刀具按照程序预设的路径对毛坯进行粗车和精车加工。在加工过程中，通过数控系统的自动对刀功能和刀具补偿功能，确保加工尺寸的精度。利用数控车削加工技术，可以高效、精确地加工出符合设计要求的型芯，保证型芯的圆柱度、圆度等尺寸精度以及表面粗糙度，为后续的模具装配和使用奠定良好的基础。

（二）数控铣削加工制造技术

技术原理与特点：数控铣削加工是通过数控系统控制铣床的工作台、主轴以及刀具的运动，对工件进行铣削加工的方法。数控铣床可以实现三轴、四轴甚至五轴联动，能够加工各种复杂形状的平面、曲面和轮廓。与数控车削加工相比，数控铣削加工技术的适用范围更广，能够加工具有不规则形状、凹槽、凸台、螺纹等特征的模具零件。数控铣削加工的精度高、表面质量好，并且可以通过高速铣削技术提高加工效率，降低加工成本。在加工复杂曲面模具时，数控铣削加工技术能够通过多轴联动，使刀具沿着曲面的轮廓进行精确切削，保证曲面的精度和光洁度。

应用：在加工汽车覆盖件模具时，由于模具的表面形状复杂 有大量的曲面和凹凸结构，传统加工方法难以满足精度和效率要求。采用数控 模具进行设计，生成刀具路径，然后将刀具路径转换为数控程 的多轴联动功能使刀具能够从不同角度对模具毛坯进行铣削， 系统的刀具半径补偿功能和自动换刀功能，保证了加工的精度和 具，其表面精度和质量能够满足汽车生产的严格要求，大大提高了汽车 盖件的成型质量和生产效率

（三）数控电火花加工技术

技术原理与特点：数控电火花加工是利用放电腐蚀原理，通过工具电极和工件之间的脉冲放电产生高温，使工件表面的金属材料局部熔化和气化，从而实现对工 在数控电火花加工过程中，数控系统精确控制工具电极与工件之间的放电间隙、放电能量 前自 的精度和质量。数控电火花加工技术具有以下特点：能够加工任何导电材料，不受材料硬度、强度等物 的限制；可以加工形状复杂、微细的模具零件，如各种异形孔、窄缝、花纹等；加工过程中工具电极与工件不直接接触，不存在机械切削力，因此适用于加工一些薄壁、易变形的模具零件。

实例：在加工塑料模具的镶件时，由于镶件上通常有一些微小的异形孔和复杂的花纹，采用传统的机械加工方法难以实现。而数控电火花加 镶件的设计要求，制作相应的工具电极，然后将工具电极安装在数控 过数控系统设置好放电参数，启动机床，工具电极与镶件之间 需的微小异形孔和花纹。利用数控电火花加工技术加工的塑料模具镶件，其精度 的使用要求，并且可以大大缩短加工周期，提高生产效率。

结束语

机械模具数控加工制造技术作为现代制造业的核心技术之一，在提高模具制造精度、效率和质量方面发挥着至关重要的作用。通过对数控车削、铣削、电火花加工等技术的应用，能够满足不同类型机械模具的加工需求。当前，数控加工制造技术在机械模具行业已广泛应用，但仍需不断创新和发展。随着智能化、高精度化、绿色化等发展趋势的推进，机械模具数控加工制造技术将迎来新的突破，为我国制造业的转型升级提供更强大的技术支撑，助力我国从制造大国向制造强国迈进。

参考文献：

[1] 徐 志 杰 . " 机 械 模 具 数 控 加 工 制 造 技 术 与 运 用 ." #i{Mechanical & Electronic Control Enginee.23(2024).

[2] 琚博. "试析机械模具数控加工制造技术的具体应用." #i{全体育} (2023):239-240.

[3] 方德强.关于机械模具数控加工制造技术的探讨[J].模具制造, 2023.