【文章內(nèi)容簡介】 （ 16） 江西贛江職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 6 1． 數(shù)控加工技術 數(shù)控加工的特點 數(shù)控加工，也稱之為 NC（ Numerical Control）加工，是以數(shù)值與符號構成的信息，控制機床實現(xiàn)自動運轉。數(shù)控加工經(jīng)歷了半個世紀的發(fā)展已成為應用于當代各個制造領域的先進制造技術。數(shù)控 加工的最大特征有兩點：一是可以極大地提高精度，包括加工質量精度及加工時間誤差精度；二是加工質量的重復性，可以穩(wěn)定加工質量，保持加工零件質量的一致。也就是說加工零件的質量及加工時間是由數(shù)控程序決定而不是由機床操作人員決定的。數(shù)控加工具有如下優(yōu)點 ： 提高生產(chǎn)效率 不需熟練的機床操作人員 提高加工精度并且保持加工質量 可以減少工裝卡具； 可以減少各工序間的周轉，原來需要用多道工序完成的工件，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 行加工過程管理； 可以減少檢查工作量； 可以降低廢、次品率； 便于設計變更，加工設定柔性； 容易實現(xiàn)操作過程的自動化，一個人可以操作多臺機床； 操作容易，極大減輕體力勞動強度 隨著制造設備的數(shù)控化率不斷提高，數(shù)控加工技術在我國得到日益廣泛的使用，在模具行業(yè)，掌握數(shù)控技術與否及加工過程中的數(shù)控化率的高低已成為企業(yè)是否具有競爭力的象征。數(shù)控加工技術應用的關鍵在于計算機輔助設計和制造（ CAD/CAM）系統(tǒng)的質量 。 數(shù)控機床 江西贛江職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 7 20 世紀 40 年代末，美 國開始研究數(shù)控機床， 1952 年，美國麻省理工學院（ MIT）伺服機構實驗室成功研制出第一臺數(shù)控銑床，并于 1957 年投入使用。這是制造技術發(fā)展過程中的一個重大突破，標志著制造領域中數(shù)控加工時代開始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術的基礎，這一發(fā)明對于制造行業(yè)而言，具有劃時代的意義和深遠的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達國家都十分重視數(shù)控加工技術的研究的發(fā)展。我國于是 1958 年開始研制數(shù)控機床，成功試制出配有電子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機床， 1965年開始批量生產(chǎn)配有晶體管數(shù)控系統(tǒng)的三坐標數(shù)控銑床。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機床已經(jīng)在工業(yè) 界得到廣泛應用，在模具制造行業(yè)的應用尤為普及 。 數(shù)控機床種類繁多，模具制造常用數(shù)控加工機床有：數(shù)控銑床、數(shù)控電火花成型機床、數(shù)控電火花線切割機床、數(shù)控磨床和數(shù)控車床。數(shù)控機床通常由控制系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、檢測系統(tǒng)、機械傳動系統(tǒng)及其它輔助系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)用于數(shù)控機床的運算、管理和控制，通過輸入介質得到數(shù)據(jù)，對這些數(shù)據(jù)進行解釋和運算并對機床產(chǎn)生作用；伺服系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令驅動機床，使刀具和零件執(zhí)行數(shù)控代碼規(guī)定的運動；檢測系統(tǒng)則是用來檢測機床執(zhí)行件（工作臺、轉臺、滑板等）的位移和速度變化量，并將檢測結果反饋到輸 入端，與輸入指令進行比較，根據(jù)其差別調整機床運動；機床傳動系統(tǒng)是由進給伺服驅動元件至機床執(zhí)行件之間的機械進給傳動裝置；輔助系統(tǒng)種類繁多，如：固定循環(huán)（能進行重復加工）、自動換刀（可交換指定的刀具）、傳動間隙補償（補償機械傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的間隙誤差）等等 。 數(shù)控加工 數(shù)控加工是將待加工零件進行數(shù)字化表達，數(shù)控機床按數(shù)字量控制刀具和零件的運動，從而實現(xiàn)零件加工的過程。 被加工零件采用線架、曲面、實體等幾何體來表示， CAM 系統(tǒng)在零件幾何體基礎上生成刀具軌跡，經(jīng)過后處理生成加工代碼，將加工代碼通過傳輸介質傳給數(shù) 控機床，數(shù)控機床按數(shù)字量控制刀具運動，完成零件加工。其過程如下圖所示： 【零件信息】→【 CAD 系統(tǒng)造型】→【 CAM 系統(tǒng)生成加工代碼】→【數(shù)控機床】→【零件】 零件數(shù)據(jù)準備：系統(tǒng)自設計和造型功能或通過數(shù)據(jù)接口傳入 CAD 數(shù)據(jù)，如STEP， IGES， SAT， DXF， XT 等；在實際的數(shù)控加工中，零件數(shù)據(jù)不僅僅來自圖紙，特別在廣泛采用 Inter 網(wǎng)的今天，零件數(shù)據(jù)往往通過測量或通過標準數(shù)據(jù)江西贛江職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 8 接口傳輸?shù)确绞降玫?。 確定粗加工、半精加工和精加工方案。 生成各加工步驟的刀具軌跡。 刀具軌跡仿真。 后期處理輸出加工代碼。 輸出數(shù)控加工工藝技術文件。 傳給機床實現(xiàn)加工。 數(shù)控編程系統(tǒng) 數(shù)控加工機床與編程技術兩者的發(fā)展是緊密相關的。數(shù)控加工機床的性能提升推動了編程技術的發(fā)展，而編程手段的提高也促進了數(shù)控加工機床的發(fā)展，二者相互依賴。現(xiàn)代數(shù)控技術下在向高精度、高效率、高柔性和智能化方向發(fā)展，而編程方式也越來越豐富。 數(shù)控編程可分為機內(nèi)編程和機外編程。機內(nèi)編程指利用數(shù)控機床本身提供的交互功能進行編程，機外編程則是脫離數(shù)控機床本身在其他設備上進行編程。機 內(nèi)編程的方式隨機床的不同而異，可以以“手工”的形式分行輸入控制代碼（手工編程）、交互方式輸入控制代碼（會話編程）、圖形方式輸入控制代碼（圖形編程），甚至可以語音方式輸入控制代碼（語音編程）或通過高級語言方式輸入控制代碼（高級語言編程）。但機內(nèi)編程一般來說只適用于簡單形體，而且效率較低。機外編程也可以分成手工編程、計算機輔助 APT 編程和 CAD/CAM 編程等方式。機外編程由于其可以脫離數(shù)控機床進行數(shù)控編程，相對機內(nèi)編程來說效率較高，是普遍采用的方式。隨著編程技術的發(fā)展，機外編程處理能力不斷增強，已可以進行十分復 雜形體的靈敏控加工編程。 隨著微電子技術和 CAD 技術的發(fā)展，自動編程系統(tǒng)也逐漸過渡到以圖形交互為基礎的與 CAD 集成的 CAD/CAM 系統(tǒng)為主的編程方法。與以前的語言型自動編程系統(tǒng)相比， CAD/CAM 集成系統(tǒng)可以提供單一準確的產(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，可以實現(xiàn)設計、制造一體化。雖然數(shù)控編程的方式多種多樣，毋庸置疑，目前占主導地位的是采用 CAD/CAM 數(shù)控編程系統(tǒng)進行編程。 CAD/CAM 系統(tǒng) 20 世紀 90 年代以前，市場上銷售的 CAD/CAM 軟件基本上為國外的軟件系統(tǒng)。90 年 代以后國內(nèi)在 CAD/CAM 技術研究和軟件開發(fā)方面進行了卓有成效的工作，尤江西贛江職業(yè)技術學院畢業(yè)論文 9 其是在以 PC 機動性平臺的軟件系統(tǒng)。其功能已能與國外同類軟件相當，并在操作性、本地化服務方面具有優(yōu)勢。 一個好的數(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，他還是一種先進的加工工藝的綜合，先進加工經(jīng)驗的記錄，繼承，和發(fā)展。 北航海爾軟件公司經(jīng)過多年來的不懈努力，推出了 CAXA 制造工程師數(shù)控編程系統(tǒng)。這套系統(tǒng)集