当前，随着制造业的快速发展，传统模具加工方式已难以满足当前市场对高精度、高效率、低成本的需求，数控加工技术凭借其高精度、高效率、柔性化等优势在模具制造领域得到广泛应用，以下将通过分析数控加工在模具制造中的关键技术要素探讨其在实际生产中的应用效果，为提升模具制造水平提供参考。

一、数控加工工艺优化与实施

（一）加工工艺参数优化

在模具零件数控加工过程中切削用量的合理选择直接影响加工质量和效率，通过大量生产实践发现，采用变进给率切削方式可有效提高加工效率，当刀具切入工件时，进给率保持在15-20mm/min，待切削过程稳定后逐步提升至30-50mm/min，主轴转速根据被加工材料特性，在模具钢加工时选择1200-2000r/min范围，铝合金模具则可提升至3000-5000r/min。切削深度的选择需要考虑工件材质、刀具性能等因素，粗加工阶段，径向切深可达到刀具直径的70%，轴向切深控制在刀具直径的1-1.5倍，精加工阶段，径向切深控制在0.2-0.5mm，轴向切深不超过刀具直径的0.8倍，确保加工精度和表面质量^[1]。

（二）刀具选择与应用

合理选择刀具对提高加工效率和质量至关重要，在模具粗加工阶段采用整体硬质合金立铣刀，刀具涂层选用TiAlN，具有良好的耐磨性和散热性，精加工阶段选用球头立铣刀，刀具材质为涂层硬质合金，可以获得更好的表面光洁度。深腔加工时要选用长刀柄刀具并采用分层切削策略，每层切削深度控制在刀具直径的0.8-1.2倍，避免刀具过度振动，对于局部精加工可以选用小直径球头刀，配合高转速实现更好的加工效果。

二、数控加工过程控制技术

（一）加工精度控制方法

数控加工精度控制是模具制造的核心要素，通过实践验证优化后得到如下控制方案，主轴运转前需进行预热时间控制在30分钟，将主轴转速逐级提升至4000转/分，使主轴温度达到稳定状态，采用非接触式激光对刀仪进行刀具在线检测，每加工2小时进行一次刀补，补偿值设定在0.01-0.03毫米范围内，在加工深腔模具时为避免刀具回转半径对精度造成影响，采用分层切削方式，每层切削深度控制在5-8毫米。对于精度要求在0.03毫米以内的工件实施动态补偿技术，在机床主轴箱安装三个温度传感器同时在工作台导轨处安装位移传感器，建立热误差补偿数学模型，实时修正加工参数。粗加工阶段预留0.3-0.5毫米余量，半精加工阶段控制在0.1-0.2毫米，最后精加工余量为0.02-0.05毫米，通过三次进给确保工件精度，型腔底部采用等高线切削方式，刀具进给方向始终保持一致，步距控制在0.2毫米以内，有效避免了刀具跳动造成的台阶现象。

（二）表面质量控制技术

为获得最佳的机械模具表面质量制定了严格的控制方案，采用硬质合金球头刀进行表面加工，刀具选用R0.75圆弧刀，主轴转速维持在8000转/分，进给速度控制在800-1200毫米/分钟。对于大平面加工区域实施交错螺旋切削路径，重叠率保持在20%，减少刀具切入切出次数，避免产生明显刀路痕迹，曲面加工采用等参数切削策略，通过CAM软件计算曲面曲率自动调整进给速度，保证切削点切削速度恒定，获得均匀加工纹理^[2]。在型腔拐角过渡区域将刀具步距减小至0.15毫米，降低进给速度至500毫米/分钟，确保曲面连续性，使用微量润滑技术，润滑油流量控制在25毫升/小时，既保证了切削液的润滑冷却效果又避免了过量切削液对表面质量的影响，深腔底部采用定向分层切削，相邻层切削方向垂直布置，显著改善了表面加工纹理，通过在线粗糙度检测仪实时监测确保表面粗糙度控制在Ra0.4以内。

（三）加工效率提升技术

在保证加工质量前提下通过多种技术手段提升加工效率，实施高速切削技术，粗加工阶段主轴转速提升至4500转/分，进给速度达到3000毫米/分钟，切削用量较常规加工提高60%。采用变进给控制策略，直线切削段进给速度可达到5000毫米/分钟，曲线段根据曲率自动降低至2000-3000毫米/分钟，优化刀具路径，采用变轮廓跟踪技术，切削路径与工件轮廓始终保持最佳切削角度，减少无效切削路径30%，引入快速进给技术，非切削位移阶段进给速度提升至15000毫米/分钟，大幅减少空切时间，配置自适应进给控制系统，通过主轴电流和切削力信号实时调整进给速度切削负载始终维持在最佳区间。建立标准加工工艺库，将常用加工特征参数化处理，加工程序编制时间缩短40%，采用新型刀具材料和涂层技术，刀具寿命提升50%，减少刀具更换频次，实施自动化上下料系统，工件装夹定位时间从原来的15分钟缩短至3分钟，设备利用率提升25%，通过以上措施模具整体加工效率提升40%，生产成本降低30%。

三、数控加工质量控制与优化

（一）加工误差分析与控制

通过系统分析数控加工过程中各类误差源建立了完整的误差控制体系，经检测分析发现主轴热变形引起的误差占比35%，切削过程中刀具磨损造成的误差约占25%，机械传动误差占20%，工件装夹及其他因素导致的误差占20%，针对热变形误差，在主轴箱安装精密温度传感器通过实时采集温度数据建立热变形补偿模型，补偿精度达到0.008毫米。刀具磨损误差采用在线激光测量系统，每加工2小时进行一次刀具磨损检测，建立刀具半径磨损预测模型，实现精确补偿，机械误差通过双向重复定位精度检测，采用螺距误差补偿技术，将机械传动误差控制在0.005毫米以内，工件装夹采用三坐标定位基准，通过对工件基准面进行测量获取实际加工坐标系统与理论坐标系统的偏差值，实现加工坐标系的实时校准。

（二）加工质量保证体系

建立了以过程控制为核心的加工质量保证体系，从加工准备到成品检验实施全流程管控，加工前进行设备精度检测，包括定位精度、重复定位精度、垂直度等关键指标，确保设备处于最佳工作状态，建立刀具管理系统，记录每把刀具的使用时间、切削量、磨损状态等数据，实现刀具全寿命周期管理。设置加工质量检查点，关键尺寸采用三坐标测量仪进行检测，实时记录检测数据并生成质量分析报告，加工过程中采集切削力、主轴电流、进给速度等工艺参数，通过数据分析及时发现加工异常，制定详细的工艺规程，明确规定各工序的加工参数、检测方法和质量标准，实施预防性维护保养制度，定期对机床进行精度检测和维护，建立设备状态档案，确保加工质量持续稳定^[3]。

（三）数控程序优化策略

采用参数化编程方式优化数控加工程序，提高编程效率和加工可靠性，建立标准特征加工程序库，将常用加工特征如型腔、台阶、圆弧等制作成标准程序模块，通过参数化调用快速生成加工程序，优化刀具路径规划，采用等距离切削策略，保证切削负载均匀，减少刀具磨损。深腔加工采用变螺距切入方式，初始切入螺距为刀具直径的15%，稳定切削后增加至40%，有效提高加工效率，实施智能化加工控制，根据切削负载自动调整进给速度，切削力始终保持在最佳范围，加工程序中设置断点续加工功能，当出现异常停机时可迅速恢复加工，通过刀具轨迹仿真验证提前发现干涉碰撞风险，确保加工安全，实施加工过程监控，建立加工参数数据库，为持续优化加工工艺提供数据支持。

结语

数控加工技术在机械模具制造中的应用极大提升了生产效率和产品质量，通过以上措施实现了模具制造的精密化、智能化和高效化，随着新技术不断发展，数控加工技术将在模具制造领域发挥更大作用，推动制造业向更高水平发展，在实际应用中需要不断总结经验，优化工艺参数，完善质量控制体系，持续提升模具制造水平。

参考文献

[1]郁冬.数控加工技术在机械模具制造中的研究[J].农业技术与装备,2024,(06):25-26+29.

[2]陈静.简析机械模具制造中数控加工技术的应用[J].农业技术与装备,2024,(03):8-10.

[3]王燕平,孙晓丹.数控加工技术在机械模具制造中的运用分析[J].时代汽车,2023,(13):121-123.