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昆山cnc數(shù)控機床加工知識
時間：2023-04-08 來源：本站 瀏覽：607昆山cnc數(shù)控機床加工知識
CNC加工中心的加工過程中，有一點至關(guān)重要，那就是在編制程序和操作加工時，一定要避免使CNC加工中心發(fā)生碰撞。
數(shù)控車床進給加工路線指車刀從對刀點（或機床固定原點）開始運動起，直至返回該點并結(jié)束加工程序所經(jīng)過的路徑，包括切削加工的路徑及刀具切入、切出等非切削空行程路徑。精加工的進給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進行的，因此，確定進給路線的工作重點是確定粗加工及空行程的進給路線。
在數(shù)控車床加工中，加工路線的確定一般要遵循以下幾方面原則。
①應(yīng)能保證被加工工件的精度和表面粗糙度。
②使加工路線最短，減少空行程時間，提高加工效率。
③盡量簡化數(shù)值計算的工作量，簡化加工程序。
④對于某些重復(fù)使用的程序，應(yīng)使用子程序。
工件裝夾方式的確定應(yīng)注意那幾方面？
在確定定位基準與夾緊方案時應(yīng)注意下列三點：
1、力求設(shè)計、工藝、與編程計算的基準統(tǒng)一。
2、盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能做到在一次定位后就能cnc加工出全部待加工表面。
3、避免采用占機人工調(diào)整方案。
4、夾具要開暢，其定位、夾緊機構(gòu)不能影響cnc加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞），碰到此類情況時，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。
如何確定對刀點比較合理？工件坐標系與編程坐標系有什么關(guān)系？
1、對刀點可以設(shè)在被加工零件的上，但注意對刀點必須是基準位或已精加工過的部位，有時在第一道工序后對刀點被cnc加工毀壞，會導(dǎo)致第二道工序和之后的對刀點無從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r注意要在與定位基準有相對固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個相對對刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對位置關(guān)系找回原對刀點。這個相對對對刀位置通常設(shè)在機床工作臺或夾具上。其選擇原則如下：
1）找正容易。
2）編程方便。
3）對刀誤差小。
4）加工時檢查方便、可查。
2、工件坐標系的原點位置是由操作者自己設(shè)定的，它在工件裝夾完畢后，通過對刀確定，它反映的是工件與機床零點之間的距離位置關(guān)系。工件坐標系一旦固定，一般不作改變。工件坐標系與編程坐標系兩者必須統(tǒng)一，即在加工時，工件坐標系和編程坐標系是一致的。
如何在cnc加工過程中監(jiān)控與調(diào)整？
工件在找正及程序調(diào)試完成之后，就可進入自動加工階段。在自動加工過程中，操作者要對切削的過程進行監(jiān)控，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問題及其它事故。
對切削過程進行監(jiān)控主要考慮以下幾個方面：
1、加工過程監(jiān)控粗加工主要考慮的是工件表面的多余余量的快速切除。在機床自動加工過程中，根據(jù)設(shè)定的切削用量，刀具按預(yù)定的切削軌跡自動切削。此時操作者應(yīng)注意通過切削負荷表觀察自動加工過程中的切削負荷變化情況，根據(jù)刀具的承受力狀況，調(diào)整切削用量，發(fā)揮機床的最大效率。
2、切削過程中切削聲音的監(jiān)控在自動切削過程中，一般開始切削時，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的、連續(xù)的、輕快的，此時機床的運動是平穩(wěn)的。隨著切削過程的進行，當工件上有硬質(zhì)點或刀具磨損或刀具送夾等原因后，切削過程出現(xiàn)不穩(wěn)定，不穩(wěn)定的表現(xiàn)是切削聲音發(fā)生變化，刀具與工件之間會出現(xiàn)相互撞擊聲，機床會出現(xiàn)震動。此時應(yīng)及時調(diào)整切削用量及切削條件，當調(diào)整效果不明顯時，應(yīng)暫停機床，檢查刀具及工件狀況。
3、精加工過程監(jiān)控精加工，主要是保證工件的加工尺寸和加工表面質(zhì)量，切削速度較高，進給量較大。此時應(yīng)著重注意積屑瘤對加工表面的影響，對于型腔加工，還應(yīng)注意拐角處加工過切與讓刀。對于上述問題的解決，一是要注意調(diào)整切削液的噴淋位置，讓加工表面時刻處于冷卻條件；二是要注意觀察工件的已加工面質(zhì)量，通過調(diào)整切削用量，盡可能避免質(zhì)量的變化。如調(diào)整仍無明顯效果，則應(yīng)停機檢察原程序編得是否合理。特別注意的是，在暫停檢查或停機檢查時，要注意刀具的位置。如刀具在切削過程中停機，突然的主軸停轉(zhuǎn)，會使工件表面產(chǎn)生刀痕。一般應(yīng)在刀具離開切削狀態(tài)時，考慮停機。
4、刀具監(jiān)控刀具的質(zhì)量很大程度決定了工件的加工質(zhì)量。在自動加工切削過程中，要通過聲音監(jiān)控、切削時間控制、切削過程中暫停檢查、工件表面分析等方法判斷刀具的正常磨損狀況及非正常破損狀況。要根據(jù)加工要求，對刀具及時處理，防止發(fā)生由刀具未及時處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問題。
01.利用計算機模擬仿真系統(tǒng)
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工教學(xué)的不斷擴大，數(shù)控加工模擬仿真系統(tǒng)越來越多，其功能日趨完善。因此，可將其用于初步檢查程序，觀察刀具的運動，以確定是否有可能碰撞。
02.利用CNC加工中心自帶的模擬顯示功能
一般較為先進的CNC加工中心都有圖形顯示功能。當輸入程序后，可以調(diào)用圖形模擬顯示功能，詳細地觀察刀具的運動軌跡，以便檢查刀具與工件或夾具是否有可能碰撞。
03.利用CNC加工中心的空運行功能
利用CNC加工中心的空運行功能可以檢查走刀軌跡的正確性。當程序輸入CNC加工中心后，可以裝上刀具或工件，然后按下空運行按鈕，此時主軸不轉(zhuǎn)，工作臺按程序軌跡自動運行，此時便可以發(fā)現(xiàn)刀具是否有可能與工件或夾具相碰。但是，在這種情況下必須要保證裝有工件時，不能裝刀具;裝刀具時，就不能裝工件，否則會發(fā)生碰撞。
04.利用CNC加工中心的鎖定功能
一般的CNC加工中心都具有鎖定功能(全鎖或單軸鎖)。當輸入程序后，鎖定Z軸，可通過Z軸的坐標值判斷是否會發(fā)生碰撞。此功能的應(yīng)用應(yīng)避開換刀等運作，否則無法使程序通過。
05.提高編程技巧
程序編制是數(shù)控加工至關(guān)重要的環(huán)節(jié)，提高編程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。
例如，銑削工件內(nèi)腔，當銑削完成時，需要銑刀快速退回至工件上方100mm處，如果用N50 G00 X0 Y0
數(shù)控加工是指用數(shù)控的加工工具進行的加工。CNC指數(shù)控機床由數(shù)控加工語言進行編程控制，通常為G代碼。數(shù)控加工G代碼語言告訴數(shù)控機床的加工刀具采用何種 笛卡爾位置坐標，并控制刀具的進給速度和主軸轉(zhuǎn)速，以及工具變換器、冷卻劑等功能。數(shù)控加工相對手動加工具有很大的優(yōu)勢，如數(shù)控加工生產(chǎn)出的零件非常精確并具有可重復(fù)性；數(shù)控加工可以生產(chǎn)手動加工無法完成的具有復(fù)雜外形的零件。數(shù)控加工技術(shù)現(xiàn)已普遍推廣，大多數(shù)的機加工車間都具有數(shù)控加工能力，典型的機加工車間中最常見的數(shù)控加工方式有數(shù)控銑、數(shù)控車和數(shù)控EDM線切割（電火花線切 割）。
進行數(shù)控銑的工具叫做數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心。進行數(shù)控車削加工的車床叫做數(shù)控車工中心。數(shù)控加工G代碼可以人工編程，但通常機加工車間用CAM（計算機輔助制造）軟件自動讀取CAD（計算機輔助設(shè)計）文件并生成G代碼程序，對數(shù)控機床進行控制。
1、數(shù)控機床的工作原理
先使用繪圖軟件如UG等建好3D模型，再使用編程軟件根據(jù)3D模型來編寫工序，最后將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入機床，裝好工件，啟動。
全金屬一體式CNC加工工藝最早由蘋果公司開創(chuàng)——鋁板由柱狀實心鋁材壓鑄而成，經(jīng)精密加工先切削成為一體式機身的雛形，隨著機身漸漸成形，機身上的鍵盤形狀和各種細微構(gòu)造均被銑削出來。
此過程共包含九道數(shù)控銑削工藝，九道工藝之后便獲得精密的一體成型外殼。
外殼廠商從編程到獲得成品需要經(jīng)過粗加工，半粗加工，半精加工，精加工等多道工序，很多時候全過程需要10個以上工站才能獲得成品，想要提高良品率，每個過程都需要嚴格管控。
2、CNC 加工前序工作
CNC加工開始前，首先需要建模與編程。
3D建模的難度由產(chǎn)品結(jié)構(gòu)決定，結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品建模較難，需要編程的工序也更多、更復(fù)雜。編程囊括了加工的工序設(shè)定、刀具選擇，轉(zhuǎn)速設(shè)定，刀具每次進給的距離等。
cnc加工順序的安排應(yīng)遵循什么原則？
加工順序的安排應(yīng)根據(jù)零件的結(jié)構(gòu)和毛坯狀況，以及定位夾緊的需要來考慮，重點是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進行：
1、上道工序的cnc加工不能影響下道工序的定位與夾緊，中間穿插有通用機床加工工序的也要綜合考慮。
2、先進行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進行外形加工工序。
3、以相同定位、夾緊方式或同一把刀cnc加工的工序最好連接進行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動壓板次數(shù)。
4、在同一次安裝中進行的多道工序，應(yīng)先安排對工件剛性破壞小的工序。
此外，不同產(chǎn)品的裝夾方式不同，在加工前要設(shè)計好夾具，部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品需要做專門的夾具。
編程包含了整個產(chǎn)品的加工工藝，后續(xù)雖然都是CNC自動化完成，但前期編程一定要實踐經(jīng)驗豐富的人員來操作，避免多次試錯提高成本。
1）DDG
使用高速鉆攻中心將鋁板材精準地銑成一定尺寸的規(guī)整三維體積，準備進行下一道次的CNC加工。
2）粗銑
定位后粗銑出內(nèi)腔結(jié)構(gòu)、與夾具結(jié)合的定位柱、銑去外部大部分冗余材料。
3）銑天線槽
全金屬外殼的信號問題很棘手，需銑出天線槽為信號留出傳輸路徑，保持必要的連接點來保證機身強度與整體感。
4）CNC精加工
精銑內(nèi)腔、外部結(jié)構(gòu)、外表面、側(cè)邊等。
5）拋光
使用高速精密CNC機床進行拋光，消除刀紋，為后續(xù)噴砂做準備。
6）噴砂
將金屬表面處理成磨砂效果。
7）陽極處理
一次陽極：為手機上色，陽極氧化把鋁變?yōu)榻鹕?，同時提高表面材質(zhì)的穩(wěn)定性；
二次陽極：機身表面形成堅固而致密的氧化膜，耐磨性進一步增強。
如何選擇走刀路線？
走刀路線是指數(shù)控加工過程中刀具相對于被加工件的運動軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因為它與零件的cnc加工精度和表面質(zhì)量密卻相關(guān)。在確定走刀路線是主要考慮下列幾點:
1、保證零件的加工精度要求。
2、方便數(shù)值計算，減少編程工作量。
3、尋求最短cnc加工路線，減少空刀時間以提高cnc加工效率。
4、盡量減少程序段數(shù)。
5、保證工件輪廓表面cnc加工后的粗糙度的要求，最終輪廓應(yīng)安排最后一走刀連續(xù)加工出來。
6、刀具的進退刀（切入與切出）路線也要認真考慮，以盡量減少在輪廓處停刀（切削力突然變化造成彈性變形）而留下刀痕，也要避免在輪廓面上垂直下刀而劃傷工件。
如何合理選擇加工刀具？切削用量有幾大要素？有幾種材料的刀具？如何確定刀具的轉(zhuǎn)速，切削速度，切削寬度？
1、平面銑削時應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時，盡量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端銑刀粗銑，沿工件表面連續(xù)走刀。每次走刀寬度推薦至為刀具直徑的60%--75%。
2、立銑刀和鑲硬質(zhì)合金刀片的端銑刀主要用于加工凸臺、凹槽和箱口面。
3、球刀、圓刀（亦稱圓鼻刀）常用于加工曲面和變斜角輪廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。鑲硬質(zhì)合金刀具的圓刀多用于開粗。
加工程序單有什么作用?在加工程序單中應(yīng)包括什么內(nèi)容？
1、加工程序單是數(shù)控加工工藝設(shè)計的內(nèi)容之一，也是需要操作者遵守、執(zhí)行的規(guī)程，是加工程序的具體說明，目的是讓操作者明確程序的內(nèi)容、裝夾和定位方式、各個加工程序所選用的刀具既應(yīng)注意的問題等。
2、在加工程序單里，應(yīng)包括：繪圖和編程文件名，工件名稱，裝夾草圖，程序名，每個程序所使用的刀具、切削的最大深度，加工性質(zhì)（如粗加工還是精加工），理論加工時間等。
CNC數(shù)控加工零件的步驟
1、分析零件圖，了解工件的大致情況（幾何形狀，工件材料，工藝要求等）
2、確定零件的數(shù)控加工工藝（加工的內(nèi)容，加工的路線）
3、進行必要的數(shù)值計算（基點、節(jié)點的坐標計算）
4、編寫程序單（不同機床會有所不同，遵守使用手冊）
5、程序校驗（將程序輸入機床，并進行圖形模擬，驗證編程的正確）
6、對工件進行加工（好的過程控制能很好的節(jié)約時間和提高加工質(zhì)量）
7、工件驗收和質(zhì)量誤差分析（對工件進行檢驗，合格流入下一道。不合格則通過質(zhì)量分析找出產(chǎn)生誤差原因和糾正方法）。
熟悉數(shù)控機床。精通數(shù)控機床的維護保養(yǎng)。所謂熟悉數(shù)控機床，應(yīng)做到：
1、熟悉數(shù)控電氣元件及控制原理。能說出電箱里各個元件的名稱及作用，能看懂電氣原理圖。能根據(jù)電氣報警號，查出報警內(nèi)容。
2、了解滾珠絲桿的結(jié)構(gòu)、傳動原理。清楚哪些因素對機床精度的影響比較大。
3、了解機床絲桿兩端軸承的結(jié)構(gòu)及對機床精度的影響。
4、了解機床的潤滑系統(tǒng)(軸承、主軸、各運動副、齒輪箱等)，清楚各潤滑點的分布。機床潤滑油的牌號及每周或每月油的正常消耗量。
5、了解機床的致冷系統(tǒng)：切削(水、氣)冷卻、主軸冷卻、電箱冷卻等
6、了解機床的主傳動結(jié)構(gòu)，每臺機床轉(zhuǎn)速與扭矩之間具體數(shù)據(jù)特性。
7、了解機床導(dǎo)軌副特點：是線軌還是滑軌，剛性(承載能力)如何?
8、能排除常見操作故障(如：超極限、刀庫刀號出錯等)
9、精通機床的各項精度(靜態(tài)、動態(tài))指標及檢測方法。10、熟悉刀庫機構(gòu)及換刀原理。
數(shù)控機床加工基礎(chǔ)知識：
1、基本組成：數(shù)控機床包括加工程序、輸入設(shè)備、數(shù)控系統(tǒng)、伺服系統(tǒng)、輔佐控制設(shè)備、反饋系統(tǒng)及機床本體。
2、程序編寫：加工程序可由人工編寫(如加工簡單工件時)，復(fù)雜的加工請求可在計算機上進行繪圖(如加工曲面工件時)，然后生成加工程序。
3、程序輸入：可由數(shù)控系統(tǒng)的面板進行手工輸入，也可通過計算機的通訊口用電纜進行傳輸，還可以用計算機USB接口進行傳輸。
4、機床選購：可從三個方面考慮，首先是機床本身能否符合加工請求，機床質(zhì)量如何？其次是數(shù)控系統(tǒng)，選擇適宜的系統(tǒng)是選購數(shù)控機床的關(guān)鍵。最終是驅(qū)動單元，要根據(jù)加工的工件的精度請求選擇適宜的驅(qū)動單元。
5、數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機床的“大腦”，對機床控制信息進行運算及處理。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的原理可分為經(jīng)濟型數(shù)控系統(tǒng)和開環(huán)數(shù)控系統(tǒng)兩大類：
以上是關(guān)于昆山cnc數(shù)控機床加工知識的相關(guān)介紹。