数控加工是指,由控制系统发出指令使作符合要求的各种运动,以数字和字母形式表示工件的形状和尺寸等技术要求和加工工艺要求进行的加工。 [1] 它泛指在数控机床上进行零件加工的工艺过程。
数控机床是一种用计算机来控制的机床,用来控制机床的计算机,不管是计算机、还是通用计算机都统称为数控系统。数控机床的运动和动作均受控于数控系统发出的指令。而数控系统的指令是由程序员根据工件的材质、加工要求、机床的特性和系统所规定的指令格式(数控语言或符号)编制的。数控系统根据程序指令向伺服装置和其它功能部件发出运行或终断信息来控制机床的各种运动。当零件的加工程序结束时,机床便会自动停止。任何一种数控机床,在其数控系统中若没有输入程序指令,数控机床就不能工作。机床的受控动作大致包括机床的起动、停止;主轴的启停、旋转方向和转速的变换;进给运动的方向、速度、方式;的选择、长度和半径的补偿;的更换,冷却液的开起、关闭等。
数控编程
数控加工程序编制方法有手工(人工)编程和自动编程之分。手工编程,程序的全部内容是由人工按数控系统所规定的指令格式编写的。自动编程即计算机编程,可分为以语言和绘画为基础的自动编程方法。但是,无论是采用何种自动编程方法,都需要有相应配套的硬件和软件。
可见,实现数控加工编程是关键。但光有编程是不行的,数控加工还包括编程前必须要做的一系列准备工作及编程后的善后处理工作。一般来说数控加工工艺主要包括的内容如下:
⑴ 选择并确定进行数控加工的零件及内容;
⑵ 对零件图纸进行数控加工的工艺分析;
⑶数控加工的工艺设计;
⑷ 对零件图纸的数学处理;
⑸ 编写加工程序单;
⑹ 按程序单制作控制介质;
⑺程序的校验与修改;
⑻ 首件试加工与现场问题处理;
⑼数控加工工艺文件的定型与归档。
高速、、高精度、高可靠性
要提高加工效率,先必须提高切削和进给速度,同时,还要缩短加工时间;要确保加工质量,必须提高机床部件运动轨迹的精度,而可靠性则是上述目标的基本保证。为此,必须要有高性能的数控装置作保证。
●高速、
机床向高速化方向发展,可充分发挥现代材料的性能,不但可大幅度提高加工效率、降低加工成本,而且还可提高零件的表面加工质量和精度。速加工技术对制造业实现、、低成本生产有广泛的适用性。
新一代数控机床(含加工中心)只有通过高速化大幅度缩短切削工时才可能进一步提高其生产率。速加工特别是速铣削与新一代高速数控机床特别是高速加工中心的开发应用紧密相关。90年代以来,欧、美、日各国争相开发应用新一代高速数控机床,加快机床高速化发展步伐。高速主轴单元(电主轴,转速15000-100000r/min)、高速且高加/减速度的进给运动部件(快移速度60~120m/min,切削进给速度高达60m/min)、高性能数控和伺服系统以及数控工具系统都出现了新的突破,达到了新的技术水平。随着速切削机理、超硬耐磨**命材料和磨料磨具,大功率高速电主轴、高加/减速度直线电机驱动进给部件以及高性能控制系统(含系统)和防护装置等一系列技术领域中关键技术的解决,应不失时机地开发应用新一代高速数控机床。
依靠快速、准确的数字量传递技术对高性能的机床执行部件进行高精密度、高响应速度的实时处理,由于采用了新型,车削和铣削的切削速度已达到5000米~8000米/分以上;主轴转数在30000转/分(有的高达10万转/分)以上;工作台的移动速度:(进给速度),在分辨率为1微米时,在100米/分(有的到200米/分)以上,在分辨率为0.1微米时,在24米/分以上;自动换刀速度在1秒以内;小线段插补进给速度达到12米/分。根据率、大批量生产需求和电子驱动技术的飞速发展,高速直线电机的推广应用,开发出一批高速、的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品较新换代周期加快,模具、航空、等工业的加工零件不但复杂而且品种增多。
●高精度
从精密加工发展到**精密加工(特高精度加工),是世界各工业强国致力发展的方向。其精度从微米级到亚微米级,乃至纳米级(<10nm),其应用范围日趋广泛。**精密加工主要包括**精密切削(车、铣)、**精密磨削、**精密研磨抛光以及**精密特种加工(三束加工及微细电火花加工、微细电解加工和各种复合加工等)。随着现代科学技术的发展,对**精密加工技术不断提出了新的要求。新材料及新零件的出现,较高精度要求的提出等都需要**精密加工工艺,发展新型**精密加工机床,完善现代**精密加工技术,以适应现代科技的发展。
数控机床一开始就选定具有复杂型面的飞机零件作为加工对象,解决普通的加工方法难以解决的关键。数控加工的大特点是用穿孔带(或磁带)控制机床进行自动加工。由于飞机、火箭和发动机零件各有不同的特点:飞机和火箭的零、构件尺寸大、型面复杂;发动机零、构件尺寸小、精度高。因此飞机、火箭制造部门和发动机制造部门所选用的数控机床有所不同。在飞机和火箭制造中以采用连续控制的大型数控铣床为主,而在发动机制造中既采用连续控制的数控机床,也采用点位控制的数控机床(如数控钻床、数控镗床、加工中心等)。
工序集中
数控机床一般带有可以自动换刀的刀架、刀库,换刀过程由程序控制自动进行,因此,工序比较集中。工序集中带来巨大的经济效益:
⑴减少机床占地面积,节约厂房。
⑵减少或没有中间环节(如半成品的中间检测、暂存搬运等),既省时间又省人力。
自动化
数控机床加工时,不需人工控制,自动化程度高。带来的好处很明显。
⑴对操作工人的要求降低:
一个普通机床的工,不是短时间内可以培养的,而一个不需编程的数控工培养时间较短(如数控车工需要一周即可,还会编写简单的加工程序)。并且,数控工在数控机床上加工出的零件比普通工在传统机床上加工的零件精度要高,时间要省。⑵降低了工人的劳动强度:数控工人在加工过程中,大部分时间被排斥在加工过程之外,非常省力。
⑶产品质量稳定:数控机床的加工自动化,免除了普通机床上工人的疲劳、粗心、估计等人为误差,提高了产品的一致性。
⑷加工效率高:数控机床的自动换刀等使加工过程紧凑,提高了劳动生产率。
柔性化高
传统的通用机床,虽然柔性好,但效率低下;而传统的专机,虽然效率很高,但对零件的适应性很差,刚性大,柔性差,很难适应市场经济下的激烈竞争带来的产品频繁改型。只要改变程序,就可以在数控机床上加工新的零件,且又能自动化操作,柔性好,效率高,因此数控机床能很好适应市场竞争。
能力强
机床能加工各种轮廓,而有些轮廓在普通机床上无法加工。数控机床特别适合以下场合:
1、不许报废的零件。
2、新产品研制。
3、急需件的加工。
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