【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 （ 16） 江西贛江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 6 1． 數(shù)控加工技術(shù) 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)控加工經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展已成為應(yīng)用于當(dāng)代各個(gè)制造領(lǐng)域的先進(jìn)制造技術(shù)。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。也就是說加工零件的質(zhì)量及加工時(shí)間是由數(shù)控程序決定而不是由機(jī)床操作人員決定的。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)，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(jìn) 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(shè)計(jì)變更，加工設(shè)定柔性； 容易實(shí)現(xiàn)操作過程的自動(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 隨著制造設(shè)備的數(shù)控化率不斷提高，數(shù)控加工技術(shù)在我國(guó)得到日益廣泛的使用，在模具行業(yè)，掌握數(shù)控技術(shù)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(jìng)爭(zhēng)力的象征。數(shù)控加工技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵在于計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造（ CAD/CAM）系統(tǒng)的質(zhì)量 。 數(shù)控機(jī)床 江西贛江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 7 20 世紀(jì) 40 年代末，美 國(guó)開始研究數(shù)控機(jī)床， 1952 年，美國(guó)麻省理工學(xué)院（ MIT）伺服機(jī)構(gòu)實(shí)驗(yàn)室成功研制出第一臺(tái)數(shù)控銑床，并于 1957 年投入使用。這是制造技術(shù)發(fā)展過程中的一個(gè)重大突破，標(biāo)志著制造領(lǐng)域中數(shù)控加工時(shí)代開始。數(shù)控加工是現(xiàn)代制造技術(shù)的基礎(chǔ)，這一發(fā)明對(duì)于制造行業(yè)而言，具有劃時(shí)代的意義和深遠(yuǎn)的影響。世界上主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都十分重視數(shù)控加工技術(shù)的研究的發(fā)展。我國(guó)于是 1958 年開始研制數(shù)控機(jī)床，成功試制出配有電子數(shù)控系統(tǒng)的數(shù)控機(jī)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(biāo)數(shù)控銑床。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前的數(shù)控機(jī)床已經(jīng)在工業(yè) 界得到廣泛應(yīng)用，在模具制造行業(yè)的應(yīng)用尤為普及 。 數(shù)控機(jī)床種類繁多，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?？刂葡到y(tǒng)用于數(shù)控機(jī)床的運(yùn)算、管理和控制，通過輸入介質(zhì)得到數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋和運(yùn)算并對(duì)機(jī)床產(chǎn)生作用；伺服系統(tǒng)根據(jù)控制系統(tǒng)的指令驅(qū)動(dòng)機(jī)床，使刀具和零件執(zhí)行數(shù)控代碼規(guī)定的運(yùn)動(dòng)；檢測(cè)系統(tǒng)則是用來檢測(cè)機(jī)床執(zhí)行件（工作臺(tái)、轉(zhuǎn)臺(tái)、滑板等）的位移和速度變化量，并將檢測(cè)結(jié)果反饋到輸 入端，與輸入指令進(jìn)行比較，根據(jù)其差別調(diào)整機(jī)床運(yùn)動(dòng)；機(jī)床傳動(dòng)系統(tǒng)是由進(jìn)給伺服驅(qū)動(dòng)元件至機(jī)床執(zhí)行件之間的機(jī)械進(jìn)給傳動(dòng)裝置；輔助系統(tǒng)種類繁多，如：固定循環(huán)（能進(jìn)行重復(fù)加工）、自動(dòng)換刀（可交換指定的刀具）、傳動(dòng)間隙補(bǔ)償（補(bǔ)償機(jī)械傳動(dòng)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(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)零件加工的過程。 被加工零件采用線架、曲面、實(shí)體等幾何體來表示， CAM 系統(tǒng)在零件幾何體基礎(chǔ)上生成刀具軌跡，經(jīng)過后處理生成加工代碼，將加工代碼通過傳輸介質(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(jī)床】→【零件】 零件數(shù)據(jù)準(zhǔn)備：系統(tǒng)自設(shè)計(jì)和造型功能或通過數(shù)據(jù)接口傳入 CAD 數(shù)據(jù)，如STEP， IGES， SAT， DXF， XT 等；在實(shí)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(cè)量或通過標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)江西贛江職業(yè)技術(shù)學(xué)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(shù)文件。 傳給機(jī)床實(shí)現(xiàn)加工。 數(shù)控編程系統(tǒng) 數(shù)控加工機(jī)床與編程技術(shù)兩者的發(fā)展是緊密相關(guān)的。數(shù)控加工機(jī)床的性能提升推動(dòng)了編程技術(shù)的發(fā)展，而編程手段的提高也促進(jìn)了數(shù)控加工機(jī)床的發(fā)展，二者相互依賴。現(xiàn)代數(shù)控技術(shù)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(jī)內(nèi)編程和機(jī)外編程。機(jī)內(nèi)編程指利用數(shù)控機(jī)床本身提供的交互功能進(jìn)行編程，機(jī)外編程則是脫離數(shù)控機(jī)床本身在其他設(shè)備上進(jìn)行編程。機(jī) 內(nèi)編程的方式隨機(jī)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(huì)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(jí)語言方式輸入控制代碼（高級(jí)語言編程）。但機(jī)內(nèi)編程一般來說只適用于簡(jiǎn)單形體，而且效率較低。機(jī)外編程也可以分成手工編程、計(jì)算機(jī)輔助 APT 編程和 CAD/CAM 編程等方式。機(jī)外編程由于其可以脫離數(shù)控機(jī)床進(jìn)行數(shù)控編程，相對(duì)機(jī)內(nèi)編程來說效率較高，是普遍采用的方式。隨著編程技術(shù)的發(fā)展，機(jī)外編程處理能力不斷增強(qiáng)，已可以進(jìn)行十分復(fù) 雜形體的靈敏控加工編程。 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。 CAD/CAM 系統(tǒng) 20 世紀(jì) 90 年代以前，市場(chǎng)上銷售的 CAD/CAM 軟件基本上為國(guó)外的軟件系統(tǒng)。90 年 代以后國(guó)內(nèi)在 CAD/CAM 技術(shù)研究和軟件開發(fā)方面進(jìn)行了卓有成效的工作，尤江西贛江職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文 9 其是在以 PC 機(jī)動(dòng)性平臺(tái)的軟件系統(tǒng)。其功能已能與國(guó)外同類軟件相當(dāng)，并在操作性、本地化服務(wù)方面具有優(yōu)勢(shì)。 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，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