数控加工制作流程 加工效率高性能稳定

西安匠恒机械模具有限公司

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。

数控加工时以程序段为单位，由系统程序逐段进行处理，不仅将刀位数据还将加工速度F代码及其他辅助代码（s代码表示主轴转速，T代码表示刀具号，M代码表示辅助功能指令）均按语法规则解释成计算机所能认可的数据形式，并以一定的格式存放在内存**区 间。此外，对刀具补偿（长度与半径补偿）作处理，对进给速度（合成速度分解成沿各坐标的分速度以及自动增减速等）做处理，完成加工中的插补运算（由主CPU担任），数据由存储区间调入时，依靠控制总线通过地址总线取址并将数据沿数据总线输入CPU运算，结果仍沿总线返回，分别送至相关输出接口。输出信号也要通过一系列电路处理（分配、中断和缓冲），才能使伺服电机进给，使主轴按转速回转或停止。CRT显示出程序执行过程，并输出位置环与速度环的反馈信号经总线往返后由CPU进一步随机处理的结果。全部过程均在时钟频率的统一控制下，有条不紊地进行工作

⑴ 高速、高效、高精度、高可靠性
要提高加工效率，首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、高效
机床向高速化方向发展，可充分发挥现代刀具材料的性能，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。**高速加工技术对制造业实现高效、优质、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。**高速加工特别是**高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**高速切削机理、超硬耐磨**命刀具材料和磨料磨具，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（含监控系统）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，由于采用了新型刀具，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。根据高效率、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、高效的高速响应的数控机床以满足汽车、农机等行业的需求。还由于新产品更新换代周期加快，模具、航空、军事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，更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。

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加工误差
数控加工误差△数加是由编程误差△编、机床误差△机、定位误差△定、对刀误差△刀等误差综合形成。
即：△数加=f（△编+△机+△定+△刀）
其中：
1、编程误差△编由逼近误差δ、圆整误差组成。逼近误差δ是在用直线段或圆弧段去逼近非圆曲线的过程中产生，如图1.43所示。圆整误差是在数据处理时，将坐标值四舍五入圆整成整数脉冲当量值而产生的误差。脉冲当量是指每个单位脉冲对应坐标轴的位移量。普通精度级的数控机床，一般脉冲当量值为0.01mm；较精密数控机床的脉冲当量值为0.005mm或0.001mm等。
2、机床误差△机由数控系统误差、进给系统误差等原因产生。
3、定位误差△定是当工件在夹具上定位、夹具在机床上定位时产生的。
4、对刀误差△刀是在确定刀具与工件的相对位置时产生。
数控技术起源于航空工业的需要，20世纪40年代后期，美国一家直升机公司提出了。


加工过程
数控机床的初始设想，1952年美国麻省理工学院研制出三坐标数控铣床。50年代中期这种数控铣床已用于加工飞机零件。60年代，数控系统和程序编制工作日益成熟和完善，数控机床已被用于各个工业部门，但航空**工业始终是数控机床的较大用户。一些大的航空工厂配有数百台数控机床，其中以切削机床为主。数控加工的零件有飞机和火箭的整体壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋桨以及航空发动机的机匣、轴、盘、叶片的模具型腔和液体火箭发动机燃烧室的特型腔面等。数控机床发展的初期是以连续轨迹的数控机床为主，连续轨迹控制。
连续轨迹控制又称轮廓控制，要求刀具相对于零件按规定轨迹运动。以后又大力发展点位控制数控机床。点位控制是指刀具从某一点向另一点移动，只要较后能准确地到达目标而不管移动路线如何。