數(shù)控加工(numerical control machining),是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法,數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程從總體上說(shuō)是一致的,但也發(fā)生了明顯的變化。用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問(wèn)題和實(shí)現(xiàn)化和自動(dòng)化加工的有效途徑。
數(shù)控機(jī)床是一種用計(jì)算機(jī)來(lái)控制的機(jī)床,用來(lái)控制機(jī)床的計(jì)算機(jī),不管是專(zhuān)用計(jì)算機(jī)、還是通用計(jì)算機(jī)都統(tǒng)稱(chēng)為數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和輔助動(dòng)作均受控于數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的指令。而數(shù)控系統(tǒng)的指令是由程序員根據(jù)工件的材質(zhì)、加工要求、機(jī)床的特性和系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式(數(shù)控語(yǔ)言或符號(hào))編制的。數(shù)控系統(tǒng)根據(jù)程序指令向伺服裝置和其它功能部件發(fā)出運(yùn)行或終斷信息來(lái)控制機(jī)床的各種運(yùn)動(dòng)。當(dāng)零件的加工程序結(jié)束時(shí),機(jī)床便會(huì)自動(dòng)停止。任何一種數(shù)控機(jī)床,在其數(shù)控系統(tǒng)中若沒(méi)有輸入程序指令,數(shù)控機(jī)床就不能工作。機(jī)床的受控動(dòng)作大致包括機(jī)床的起動(dòng)、停止;主軸的啟停、旋轉(zhuǎn)方向和轉(zhuǎn)速的變換;進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的方向、速度、方式;刀具的選擇、長(zhǎng)度和半徑的補(bǔ)償;刀具的更換,冷卻液的開(kāi)起、關(guān)閉等。
數(shù)控技術(shù)起源于航空工業(yè)的需要,20世紀(jì)40年代后期,美國(guó)一家直升機(jī)公司提出了。
數(shù)控機(jī)床的初始設(shè)想,1952年美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出三坐標(biāo)數(shù)控銑床。50年代中期這種數(shù)控銑床已用于加工飛機(jī)零件。60年代,數(shù)控系統(tǒng)和程序編制工作日益成熟和完善,數(shù)控機(jī)床已被用于各個(gè)工業(yè)部門(mén),但航空航天工業(yè)始終是數(shù)控機(jī)床的用戶(hù)。一些大的航空工廠(chǎng)配有數(shù)百臺(tái)數(shù)控機(jī)床,其中以切削機(jī)床為主。數(shù)控加工的零件有飛機(jī)和火箭的整體壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋槳以及航空發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)匣、軸、盤(pán)、葉片的模具型腔和液體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的特型腔面等。數(shù)控機(jī)床發(fā)展的初期是以連續(xù)軌跡的數(shù)控機(jī)床為主,連續(xù)軌跡控制。
連續(xù)軌跡控制又稱(chēng)輪廓控制,要求刀具相對(duì)于零件按規(guī)定軌跡運(yùn)動(dòng)。以后又大力發(fā)展點(diǎn)位控制數(shù)控機(jī)床。點(diǎn)位控制是指刀具從某一點(diǎn)向另一點(diǎn)移動(dòng),只要后能準(zhǔn)確地到達(dá)目標(biāo)而不管移動(dòng)路線(xiàn)如何。
被加工零件的數(shù)控加工工藝性問(wèn)題涉及面很廣,下面結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。
1、尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)
在數(shù)控編程中,所有點(diǎn)、線(xiàn)、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此零件圖上直接給出坐標(biāo)尺寸,或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。
2、幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確
在程序編制中,編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因?yàn)樵谧詣?dòng)編程時(shí)要對(duì)零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義,手工編程時(shí)要計(jì)算出每個(gè)節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo),無(wú)論哪一點(diǎn)不明確或不確定,編程都無(wú)法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過(guò)程中考慮不周或被忽略,常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚,如圓弧與直線(xiàn)、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時(shí),一定要仔細(xì),發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。
3、定位基準(zhǔn)可靠
在數(shù)控加工中,加工工序往往較集中,以同一基準(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn),或在毛坯上增加一些工藝凸臺(tái)。
4、統(tǒng)一幾何類(lèi)型或尺寸
零件的外形、內(nèi)腔采用統(tǒng)一的幾何類(lèi)型或尺寸,這樣可以減少換刀次數(shù),還可能應(yīng)用控制程序或?qū)S贸绦蛞钥s短程序長(zhǎng)度。零件的形狀盡可能對(duì)稱(chēng),便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來(lái)編程,以節(jié)省編程時(shí)間。