數(shù)控機(jī)床的加工特點(diǎn)及步驟

王少彬

摘 要：本文主要介紹了數(shù)控加工的特點(diǎn)、加工工藝分析以及數(shù)控編程的一般步驟，并利用CAXA軟件完成零件的

三維造型，進(jìn)行加工軌跡設(shè)計(jì)，利用斯沃仿真軟件完成仿真，在數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)加工。

關(guān)鍵詞：數(shù)控機(jī)床；加工特點(diǎn)；步驟

中圖分類(lèi)號(hào)：G712 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1002-7661（2014）23-024-01

一、數(shù)控加工的特點(diǎn)

數(shù)控加工，也稱之為NC（Numerical Control）加工，是以數(shù)值與符號(hào)構(gòu)成的信息，控制機(jī)床實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)。數(shù)控加工的最大特征有兩點(diǎn)：一是可以極大地提高精度，包括加工質(zhì)量精度及加工時(shí)間誤差精度；二是加工質(zhì)量的重復(fù)性，可以穩(wěn)定加工質(zhì)量，保持加工零件質(zhì)量的一致。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點(diǎn)：提高生產(chǎn)效率；不需熟練的機(jī)床操作人員；提高加工精度并且保持加工質(zhì)量；可以減少工裝卡具；可以減少各工序間的周轉(zhuǎn)，數(shù)控加工一次裝夾完成加工，縮短加工周期，提高生產(chǎn)效率；容易進(jìn)行加工過(guò)程管理；可以減少檢查工作量；可以降低廢、次品率；便于設(shè)計(jì)變更，加工設(shè)定柔性；容易實(shí)現(xiàn)操作過(guò)程的自動(dòng)化，一個(gè)人可以操作多臺(tái)機(jī)床；操作容易，極大減輕體力勞動(dòng)強(qiáng)度

二、數(shù)控機(jī)床

數(shù)控機(jī)床種類(lèi)繁多，模具制造常用數(shù)控加工機(jī)床有：數(shù)控銑床、數(shù)控電火花成型機(jī)床、數(shù)控電火花線切割機(jī)床、數(shù)控磨床和數(shù)控車(chē)床。數(shù)控機(jī)床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測(cè)系統(tǒng)、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成。

三、數(shù)控加工

數(shù)控加工是將待加工零件進(jìn)行數(shù)字化表達(dá)，數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具和零件的運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)零件加工的過(guò)程。

被加工零件采用線架、曲面、實(shí)體等幾何體來(lái)表示，CAM系統(tǒng)在零件幾何體基礎(chǔ)上生成刀具軌跡，經(jīng)過(guò)后處理生成加工代碼，將加工代碼通過(guò)傳輸介質(zhì)傳給數(shù)控機(jī)床，數(shù)控機(jī)床按數(shù)字量控制刀具運(yùn)動(dòng)，完成零件加工。其過(guò)程是【零件信息】→【CAD系統(tǒng)造型】→【CAM系統(tǒng)生成加工代碼】→【數(shù)控機(jī)床】→【零件】

1、零件數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：系統(tǒng)自設(shè)計(jì)和造型功能或通過(guò)數(shù)據(jù)接口傳入CAD數(shù)據(jù)，在實(shí)際的數(shù)控加工中，零件數(shù)據(jù)不僅僅來(lái)自圖紙，還來(lái)自通過(guò)測(cè)量或通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)接口傳輸?shù)确绞降玫健?、確定粗加工、半精加工和精加工方案。3、生成各加工步驟的刀具軌跡。4、刀具軌跡仿真。5、后期處理輸出加工代碼。6、輸出數(shù)控加工工藝技術(shù)文件。7、傳給機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工。

四、數(shù)控編程系統(tǒng)

數(shù)控編程可分為機(jī)內(nèi)編程和機(jī)外編程，隨著微電子技術(shù)和CAD技術(shù)的發(fā)展，自動(dòng)編程系統(tǒng)也逐漸過(guò)渡到以圖形交互為基礎(chǔ)的與CAD集成的CAD/CAM系統(tǒng)為主的編程方法。與以前的語(yǔ)言型自動(dòng)編程系統(tǒng)相比，CAD/CAM集成系統(tǒng)可以提供單一準(zhǔn)確的產(chǎn)品幾何模型，幾何模型的產(chǎn)生和處理手段靈活、多樣、方便，可以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)、制造一體化。雖然數(shù)控編程的方式多種多樣，毋庸置疑，目前占主導(dǎo)地位的是采用CAD/CAM數(shù)控編程系統(tǒng)進(jìn)行編程。

五、CAD/CAM系統(tǒng)

一個(gè)好的數(shù)控編程系統(tǒng)，已經(jīng)不是一種僅僅是繪圖，做軌跡，出加工代碼，他還是一種先進(jìn)的加工工藝的綜合，先進(jìn)加工經(jīng)驗(yàn)的記錄，推出了CAXA制造工程師數(shù)控編程系統(tǒng)。這套系統(tǒng)集CAD、CAM于一體，功能強(qiáng)大、易學(xué)易用、工藝性好、代碼質(zhì)量高，現(xiàn)在已經(jīng)在全國(guó)上千家企業(yè)的使用，并受到好評(píng)，不但降低了投入成本，而且提高了經(jīng)濟(jì)效益。

六、利用CAXA制造工程師CAD/CAM系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)編程的基本步驟如下

理解二維圖紙或其它的模型數(shù)據(jù)

建立加工模型或通過(guò)數(shù)據(jù)接口讀入

確定加工工藝（裝卡、刀具等）

生成刀具軌跡

加工仿真

后期處理生成NC代碼

輸出加工代碼

現(xiàn)在分別予以說(shuō)明。

1、加工工藝的確定

加工工藝的確定目前主要依靠人工進(jìn)行，其主要內(nèi)容有：核準(zhǔn)加工零件的尺寸、公差和精度要求；確定裝夾位置；選擇刀具；確定加工路線；選定工藝參數(shù)

2、加工模型建立

加工模型的建立是通過(guò)人機(jī)交互方式進(jìn)行的。被加工零件一般用工程圖的形式表達(dá)在圖紙上，用戶可根據(jù)圖紙建立三維加工模型。針對(duì)這種需求，CAM系統(tǒng)應(yīng)提供強(qiáng)大幾何建模功能，不僅應(yīng)能生成常用的直線和圓弧，還應(yīng)提供復(fù)雜的樣條曲線、組合曲線、各種規(guī)則的和不規(guī)則的曲面等的造型方法，并提供種過(guò)渡、裁剪、幾何變換等編輯手段。

3、刀具軌跡生成

建立了加工模型后，即可利用CAXA軟件提供的多種形式的刀具軌跡生成功能進(jìn)行數(shù)控編程。CAXA軟件中提供了十余種加工軌跡生成的方法。用戶可以根據(jù)所要加工工件的形狀特點(diǎn)、不同的工藝要求和精度要求，靈活的選用系統(tǒng)中提供的各種加工方式和加工參數(shù)等，方便快速地生成所需要的刀具軌跡即刀具的切削路徑。

4、后期G代碼生成

在屏幕上用圖形形式顯示的刀具軌跡要變成可以控制機(jī)床的代碼，需進(jìn)行所謂后期處理。后期處理的目的是形成數(shù)控指令文件，也就是平我們經(jīng)常說(shuō)的G代碼程序或NC程序。

5、加工代碼輸出

生成數(shù)控指令之后，可通過(guò)計(jì)算機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)接口與機(jī)床直接連通，將數(shù)控加工代碼傳輸?shù)綌?shù)控機(jī)床，控制機(jī)床各坐標(biāo)的伺服系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)機(jī)床。endprint