绪论

模具是制造业发展的基础工艺装备，模具工业是国民经济各部门发展的重要基础。在各行各业中，特别是在汽车、电子、电器、仪表、家电等产品中，大多数的零部件都依赖模具成型，模具生产的技术水平决定了最终产品的质量和效益，显示了企业新产品开发的能力和市场竞争能力。随着我国向制造业强国发展，模具工业的发展将起到重要作用。

1.模具制造技术及其发展

模具制造技术是指模具零件加工及模具装配过程中所运用的技术方法和技术手段。模具的设计精度和制造精度要求较高，模具制造的技术方法和手段要求也较高。所以确定合理的加工工艺及选择高效的加工设备是模具制造的重要因素。

模具制造涉及模具制造工艺规程、常规加工技术及设备、数控机床及数控加工、快速制模、模具表面加工与处理、模具通用零件制造、塑料模具制造、冲压模具制造、压铸模具制造、模具材料及其热处理、模具维护与修复、模具先进制造模式和模具制造生产经营管理等内容。

当前模具制造的关键技术是高速切削技术、快速模具制造及快速成型技术、电加工技术、模具CAD/CAM/CAE技术及三坐标测量技术等，而数控加工技术是这些技术的基础及重要支撑。

2.数控加工技术在模具制造中的应用

1）数控加工技术

数控加工就是根据零件图样及工艺要求等原始条件，编制零件数控加工程序，并输入到数控机床的数控系统，以控制数控机床中刀具与工件的相对运动，从而完成零件加工的整个过程。数控加工技术是指高效、准确地实现数控加工要求的相关理论和方法的技术，包含计算机技术、自动控制、精密测量和机械设计等新技术，是制造业实现自动化、柔性化、集成化生产的基础性技术。现代的CAD/CAM、FMS和CIMS、敏捷制造和智能制造等，都是建立在数控加工技术之上的。

2）数控加工技术的特点

（1）高精度：数控加工的零件一般具有较高的精度要求，所以数控加工中要对数控机床的几何精度和加工精度进行控制。一般通过减小数控系统误差，提高数控机床的制造精度和稳定性来控制数控机床的几何精度，采用闭环补偿控制技术提高数控加工精度。高精密控制的数控精加工精度已经进入亚微米级，正在向纳米级的超精加工发展。高精度是数控加工技术发展的目标。

（2）高速度：高速切削是提高加工效率最有效的途径。高速切削有利于克服机床的振动和加速排屑，减小被加工件的热变形和机床主轴的切削力，提高工件的加工精度和表面质量。高速切削是数控机床发展的主要方向。

（3）高柔性化：柔性是指数控机床适应加工对象的变化能力，即同一机床和数控系统可以加工不同形状、不同结构的零件。为最大限度地实现数控加工的柔性化，实现多种加工用途，目前单一数控系统的柔性化应用比较广泛，而单元柔性化和系统柔性化技术开发是数控系统的发展方向。

（4）网络化：应用F MS（柔性制造系统）和C I MS（计算机集成制造系统）建立多种通信协议，借助Internet平台配备网络接口，实现远程监视与控制加工远程技术检测与技术诊断。建立网络化加工系统可以形成“全球制造”，技术资源全球共享。

（5）智能化：CNC系统是高智能的计算机控制系统，使整个或局部加工过程具有自适应、自诊断和自调整的能力；自动化编程形成智能加工数据库，控制加工过程；专家系统及多媒体人机接口使用户操作简单方便，降低对操作者的要求。

3）模具制造中的数控加工技术

模具作为模具成型品的母机，其制造精度远远高于其成型品的精度。组成模具的零件一般具有较高的加工精度要求，而且加工表面除简单的平面和回转面外，还有更多复杂的规则或不规则曲面，这些形状复杂的曲面采用传统的加工方法加工，不仅加工效率低，还难以达到加工的精度要求。

数控加工适用于单件、小批量、高精度、复杂表面的零件加工，是模具零件加工的主要方法。模具制造的数控加工主要有数控车削加工、数控铣削加工、数控线切割加工、数控电火花加工和精密测量等。本教材根据学院模具设计与制造专业核心课程的内容分配，选取数控车削加工技术、数控铣削加工技术、CAD/CAM技术及三坐标测量机等技术和方法作为本书介绍的核心内容。

3.本课程教学方法

学习情境1是模具数控加工技术的基础知识，可根据前期课程开设情况有选择地组织教学。

学习情境1以课堂教学为核心，以编程基础教学和机床基本操作为主，重点掌握数控车、铣的编程基础知识和机床操作，程序的运行和机床的操作可以通过宇龙数控编程与加工仿真软件进行，熟练后再在机床上练习。

学习情境2～3作为模具数控加工技术的核心内容，在教学时可结合各学校的实际情况采用教学做一体化的教学方法。

学习情境4作为技术拓展的内容，在学有余力或课时充足的情况下选学。

学习情境2～4以现场教学为核心，以模具数控加工技术应用教学为主，采用工学结合模式进行教学，重点培养学生数控工艺编程与加工能力，具体教学方法如下。

（1）教师根据知识和能力发展规律，由浅入深，以典型模具零件为载体，将加工产品作为教学任务，学生4～5个人一组（分小组，每组一台机床），分别担任生产主管、数控工艺员、数控编程员、数控操作员、质量检验员，进行分工协作（每完成一个零件的加工，小组成员即更换角色）。

（2）学生在组长带领下，通过教师指导、查阅资料等方式，掌握数控工艺编程知识，编制工艺卡及加工程序，完成加工任务。期间重点培养学生的产品质量意识、安全意识和职业操守。

（3）教师的职责是引导学生自学，审查各小组的工艺卡和加工程序的正确性和合理性。指导学生完成加工任务，同时在不同工作阶段点评学生的工作情况，组织学生讨论工作方案。