浅析模具加工机床的发展趋势

摘 要：本文主要介绍了在模具行业正飞速发展着的高速铣削和电火花加工技术，结合工业生产实情对模具加工机床的发展趋势进行了探究，并将现今的主流加工先进技术及其设备与传统技术设备从环保性、加工效率以及制造成本等方面进行对比。

关键词：模具加工；发展趋势；高速铣削；复合加工

作者简介：邓润彬（1992-）男，汉族，广州梅州人，现为华中科技大学文华学院机电学部10级材料成型及控制工程专业1班学生。

现代模具生产对于塑件的质量要求越来越高，模具加工技艺和模具制造企业迎来了新的挑战。为了制造出高品质、高精度、外形美观的符合市场需求的产品，使用新的模具加工技艺和机床设备是必然的趋势。随着高速切削技能、CAD/CAM软件、复合加工体系等一系列技术的连续成长，更多的新兴优质技术开始应用到模具加工与制造中来，这也预示着模具加工机床将会在高速化、复合化、智能化的道路上越走越远。

一、高速铣削加工机床的进一步发展及推广

1.1高速铣削技术。高速是模具机床加工的必然趋势。随着制造技术的进步和人们日益增长的需求，在大规模的专业化加工生产背景下企业必须提升其工作效率，确保自身能够在激烈的竞争中占有一席之地。高速铣削就是高速加工背景下的产物，是切削加工技术的标志性突破。该技术是目前业界备受瞩目的先进技术，被不少大型企业先后引进和使用。铣削代替了传统的磨削抛光工序，进一步缩减了切削时间和加工周期，推动了加工效率和市场竞争力的提升。使用高速铣削平均每单位金属切除率提高了百分之三十左右，刀具的使用年限增长了百分之七十。同时，在高速加工的排挤下切削力减少，转速大幅提高促进了机场的频率高阶化。优质的性能保证了其可以敏捷地加工一些刚性差、壁面薄和外貌粗糙的工件，是模具加工技术的一大飞跃。但价格是制约其大范围应用和推广的一大瓶颈。随着主轴转速的升级机床的其他部件、配件甚至系统结构都要相应提高配置，为企业增加一笔不小的设备花费。相信在不久的将来，随着技术的进步高速铣削设备的售价将会逐渐降低，更多地模具企业将会运用该技术。

1.2高速铣削加工机床。在新材料、新布局和微电子等技艺的推动下高速铣削技艺迈上了新的发展进程。作为高速铣削设备的代表，铣削加工机床因其特殊的加工性能受到了广泛关注。铣削加工机床除了本身的高速切削特点外，还结合了一系列时下先进的技能，如：cnc体系、立铣刀刀具等。高速铣削加工机床有着先进的制造性能，能够在大大提升加工效率的同时保证很好的加工质量。高稳固性的机床支持部件是高速切削机床的一大特点。机床的大部分部件均采用具有高品质、高刚性的质料加工而成，在机床精度上具有显著优势，而且在机床底座还配备了混凝土进一步保证了它的稳定性，减少了加工过程中的刀具振颤风险。机床结构布局科学严谨，支持部件可靠性强，而且内部配有的加强筋也起到了进一步稳固的作用。

二、电火花加工机床性能不断优化

2.1电火花加工技艺。相对于高速铣削技术，电火花技术发展的时间更长、更为成熟。电火花技艺的原理是通过电极与工件相互作用产生电脉冲击力从而进行加工，这种加工技术可加工的材料范围广而且效率较高，是目前模具加工领域的主流加工技术。虽然近年来电火花技术受到一些新技术的冲击，但其独特的加工方法仍不能被其他技艺所替代。例如，在加工复杂结构的模具和深孔腔的小型模具时，使用电火花技术不仅加工成本低廉而且在效果方面也同样极具优势。而且，近年来电火花技术也在不断地创新，技术性能也有了很大的改进，特别是在自动化、镜面加工、微细加工方面取得了长足的进步。总之，电火花技术是一种性价比高、发展成熟的模具加工技艺，在现今竞争激烈的模具加工市场上仍具有很强的发展优势。

2.2电火花加工机床。电火花机床出现于上世纪中期，经历了几十年的发展和市场检验，已经成长为一种技术先进、应用范围广的机床，在当今的模具行业发挥着重要作用。电火花加工机床主要的应用范围有：（1）高硬度、高刚性的材料的加工处理；（2）形状复杂、结构窄深的模具和零件加工；（3）切割或去除一些折断在空腔内的工件或部件。未来，电火花加工机床将进一步发挥其稳定性强和操作简单的优势，不断提高其加工效率和加工精度，进一步提升其自身自动化、智能化和大型化生产水平。研发技术专家指导系统，对加工控制和能量分配等作业流程进行指导。发展微细加工技术，如：三维精密轮廓、高精度刀具、数控电火花铣削等等。虽然电火花机床的使用历史较久，存在部分落后技术，但在未来仍具有广阔的发展空间，仍然值得我们期待。

三、模具机床加工的超精化、智能化、绿色化

3.1模具机床加工的超精化。在模具复合化加工趋势下，纳米等超精加工技艺的出现颠覆了传统机床加工的生产观念。将机械、化学、光电、超声波等多学科技术进行有机融合，将其他领域已经应用的先进技术结合现代机床加工特点，进一步推动了超精加工技术的提升和应用。在模具抛光方面抛弃了以往手工为主的加工手段，利用曲面模具、激光抛光、超声波抛光等新技艺制作结构更为复杂、空间感更强的模具，避免了以往人力加工低效率、不稳定的缺陷。在表面处理技术方面，运用离子喷涂、真空处理等高精密处理技术，搭配优质薄膜或不沾面材料，使得模具表面具有的防水、抗腐蚀性能良好。未来更先进的表面修复和表面强化技术还将进一步提升模具表面的质量。

3.2模具机床加工的智能化。数控机床和计算机网络技术的联系越来越紧密，模具加工的网络操作大大节约了人力成本，保证了模具产品的准确度和一致性。特别是CAM/DNC等软件系统的兴起大大提升了模具加工的智能化水平。在现代化工业中，这些结合模具特性的加工处理平台，不仅简单易学、可操作性强，而且具有良好的高速加工、高精处理和数控处理能力。随着大型化工业加工时代的来临，智能化的多功能机床加工是业界发展的正确方向。虚拟技术也是模具加工智能化的一大表现。它可以利用互联网构建虚拟空间来实现模具的虚拟装配等，有利于检验模具和减少成本。而且促进企业之间的虚拟合作，共同建立研发、设计和制造战略合作平台，在互惠互利的模式下实现多方共赢。需要注意的在系统开发方面要考虑到兼容性，尽可能地支持多种数据格式和多类型平台。

3.2模具机床加工的绿色化。绿色制造是模具加工可持续的发展中不可忽略的一个重要环节。在保证产品质量、性能和制作成本的同时，考虑资源效率和污染排放等环境影响问题，创造一种现代化的模具制造模式。首先，使用环境友好型的绿色原材料，运用节能减排设备进行清洁生产。其次，调整产业结构和企业发展方式，淘汰落后和高污染技术避免产能过剩，将发展重心从数量转变到质量上来。做好再开发和再利用工作，重视机床可重组和机床寿命周期延长等研究，加大对机床的节能措施的投入力度，促进模具加工行业的良性可持续发展。

综上所诉，我国模具行业的发展势头良好，具有较大的发展潜力。机床工具应当重视行业发展的新需求，不断提升其生产效率和生产品质，以保证多方共赢局面的实现。未来的模具机床将会朝以下几大趋势发展：（1）为适应大型化生产时代下大吨量模具生产实情，机床的台面承重力将会进一步增大，朝着高刚性、承载量大的趋势优化。（2）加工转速不断提升，高速切削技术和设备的优越性进一步凸显，应用范围进一步扩大。（3）模具的空腔深化，制作工艺越来越精细和复杂，模具的品质从多方面得到提升。

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