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昆山cnc數(shù)控機(jī)床加工知識(shí)

CNC加工中心的加工過(guò)程中，有一點(diǎn)至關(guān)重要，那就是在編制程序和操作加工時(shí)，一定要避免使CNC加工中心發(fā)生碰撞。

數(shù)控車(chē)床進(jìn)給加工路線指車(chē)刀從對(duì)刀點(diǎn)（或機(jī)床固定原點(diǎn)）開(kāi)始運(yùn)動(dòng)起，直至返回該點(diǎn)并結(jié)束加工程序所經(jīng)過(guò)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(jìn)給路線基本上都是沿其零件輪廓順序進(jìn)行的，因此，確定進(jìn)給路線的工作重點(diǎn)是確定粗加工及空行程的進(jìn)給路線。

在數(shù)控車(chē)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(shí)間，提高加工效率。

③盡量簡(jiǎn)化數(shù)值計(jì)算的工作量，簡(jiǎn)化加工程序。

④對(duì)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(zhǔn)與夾緊方案時(shí)應(yīng)注意下列三點(diǎn)：

1、力求設(shè)計(jì)、工藝、與編程計(jì)算的基準(zhǔn)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(jī)人工調(diào)整方案。

4、夾具要開(kāi)暢，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)不能影響cnc加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞），碰到此類(lèi)情況時(shí)，可采用用虎鉗或加底板抽螺絲的方式裝夾。

如何確定對(duì)刀點(diǎn)比較合理？工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系有什么關(guān)系？

1、對(duì)刀點(diǎn)可以設(shè)在被加工零件的上，但注意對(duì)刀點(diǎn)必須是基準(zhǔn)位或已精加工過(guò)的部位，有時(shí)在第一道工序后對(duì)刀點(diǎn)被cnc加工毀壞，會(huì)導(dǎo)致第二道工序和之后的對(duì)刀點(diǎn)無(wú)從查找，因此在第一道工序?qū)Φ稌r(shí)注意要在與定位基準(zhǔn)有相對(duì)固定尺寸關(guān)系的地方設(shè)立一個(gè)相對(duì)對(duì)刀位置，這樣可以根據(jù)它們之間的相對(duì)位置關(guān)系找回原對(duì)刀點(diǎn)。這個(gè)相對(duì)對(duì)對(duì)刀位置通常設(shè)在機(jī)床工作臺(tái)或夾具上。其選擇原則如下：

1）找正容易。

2）編程方便。

3）對(duì)刀誤差小。

4）加工時(shí)檢查方便、可查。

2、工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)位置是由操作者自己設(shè)定的，它在工件裝夾完畢后，通過(guò)對(duì)刀確定，它反映的是工件與機(jī)床零點(diǎn)之間的距離位置關(guān)系。工件坐標(biāo)系一旦固定，一般不作改變。工件坐標(biāo)系與編程坐標(biāo)系兩者必須統(tǒng)一，即在加工時(shí)，工件坐標(biāo)系和編程坐標(biāo)系是一致的。

如何在cnc加工過(guò)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(jìn)入自動(dòng)加工階段。在自動(dòng)加工過(guò)程中，操作者要對(duì)切削的過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，防止出現(xiàn)非正常切削造成工件質(zhì)量問(wèn)題及其它事故。

對(duì)切削過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控主要考慮以下幾個(gè)方面：

1、加工過(guò)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(jī)床自動(dòng)加工過(guò)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(dòng)切削。此時(shí)操作者應(yīng)注意通過(guò)切削負(fù)荷表觀察自動(dòng)加工過(guò)程中的切削負(fù)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(jī)床的最大效率。

2、切削過(guò)程中切削聲音的監(jiān)控在自動(dòng)切削過(guò)程中，一般開(kāi)始切削時(shí)，刀具切削工件的聲音是穩(wěn)定的、連續(xù)的、輕快的，此時(shí)機(jī)床的運(yùn)動(dòng)是平穩(wěn)的。隨著切削過(guò)程的進(jìn)行，當(dāng)工件上有硬質(zhì)點(diǎn)或刀具磨損或刀具送夾等原因后，切削過(guò)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(huì)出現(xiàn)相互撞擊聲，機(jī)床會(huì)出現(xiàn)震動(dòng)。此時(shí)應(yīng)及時(shí)調(diào)整切削用量及切削條件，當(dāng)調(diào)整效果不明顯時(shí)，應(yīng)暫停機(jī)床，檢查刀具及工件狀況。

3、精加工過(guò)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(jìn)給量較大。此時(shí)應(yīng)著重注意積屑瘤對(duì)加工表面的影響，對(duì)于型腔加工，還應(yīng)注意拐角處加工過(guò)切與讓刀。對(duì)于上述問(wèn)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(shí)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(guò)調(diào)整切削用量，盡可能避免質(zhì)量的變化。如調(diào)整仍無(wú)明顯效果，則應(yīng)停機(jī)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(jī)檢查時(shí)，要注意刀具的位置。如刀具在切削過(guò)程中停機(jī)，突然的主軸停轉(zhuǎn)，會(huì)使工件表面產(chǎn)生刀痕。一般應(yīng)在刀具離開(kāi)切削狀態(tài)時(shí)，考慮停機(jī)。

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(dòng)加工切削過(guò)程中，要通過(guò)聲音監(jiān)控、切削時(shí)間控制、切削過(guò)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(duì)刀具及時(shí)處理，防止發(fā)生由刀具未及時(shí)處理而產(chǎn)生的加工質(zhì)量問(wèn)題。

01.利用計(jì)算機(jī)模擬仿真系統(tǒng)

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)控加工教學(xué)的不斷擴(kuò)大，數(shù)控加工模擬仿真系統(tǒng)越來(lái)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(yùn)動(dòng)，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(jìn)的CNC加工中心都有圖形顯示功能。當(dāng)輸入程序后，可以調(diào)用圖形模擬顯示功能，詳細(xì)地觀察刀具的運(yùn)動(dòng)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(yùn)行功能

利用CNC加工中心的空運(yùn)行功能可以檢查走刀軌跡的正確性。當(dāng)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(yùn)行按鈕，此時(shí)主軸不轉(zhuǎn)，工作臺(tái)按程序軌跡自動(dòng)運(yùn)行，此時(shí)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(shí)，不能裝刀具;裝刀具時(shí)，就不能裝工件，否則會(huì)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(dāng)輸入程序后，鎖定Z軸，可通過(guò)Z軸的坐標(biāo)值判斷是否會(huì)發(fā)生碰撞。此功能的應(yīng)用應(yīng)避開(kāi)換刀等運(yùn)作，否則無(wú)法使程序通過(guò)。

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(dāng)銑削完成時(shí)，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(jìn)行的加工。CNC指數(shù)控機(jī)床由數(shù)控加工語(yǔ)言進(jìn)行編程控制，通常為G代碼。數(shù)控加工G代碼語(yǔ)言告訴數(shù)控機(jī)床的加工刀具采用何種 笛卡爾位置坐標(biāo)，并控制刀具的進(jìn)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(duì)手動(dòng)加工具有很大的優(yōu)勢(shì)，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(dòng)加工無(wú)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(jī)加工車(chē)間都具有數(shù)控加工能力，典型的機(jī)加工車(chē)間中最常見(jiàn)的數(shù)控加工方式有數(shù)控銑、數(shù)控車(chē)和數(shù)控EDM線切割（電火花線切 割）。

進(jìn)行數(shù)控銑的工具叫做數(shù)控銑床或數(shù)控加工中心。進(jìn)行數(shù)控車(chē)削加工的車(chē)床叫做數(shù)控車(chē)工中心。數(shù)控加工G代碼可以人工編程，但通常機(jī)加工車(chē)間用CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）軟件自動(dòng)讀取CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）文件并生成G代碼程序，對(duì)數(shù)控機(jī)床進(jìn)行控制。

1、數(shù)控機(jī)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(lái)編寫(xiě)工序，最后將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入機(jī)床，裝好工件，啟動(dòng)。

全金屬一體式CNC加工工藝最早由蘋(píng)果公司開(kāi)創(chuàng)——鋁板由柱狀實(shí)心鋁材壓鑄而成，經(jīng)精密加工先切削成為一體式機(jī)身的雛形，隨著機(jī)身漸漸成形，機(jī)身上的鍵盤(pán)形狀和各種細(xì)微構(gòu)造均被銑削出來(lái)。

此過(guò)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(guò)粗加工，半粗加工，半精加工，精加工等多道工序，很多時(shí)候全過(guò)程需要10個(gè)以上工站才能獲得成品，想要提高良品率，每個(gè)過(guò)程都需要嚴(yán)格管控。

2、CNC 加工前序工作

CNC加工開(kāi)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(jìn)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(lái)考慮，重點(diǎn)是工件的剛性不被破壞。順序一般應(yīng)按下列原則進(jìn)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(jī)床加工工序的也要綜合考慮。

2、先進(jìn)行內(nèi)形內(nèi)腔加工序，后進(jìn)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(jìn)行，以減少重復(fù)定位次數(shù)，換刀次數(shù)與挪動(dòng)壓板次數(shù)。

4、在同一次安裝中進(jìn)行的多道工序，應(yīng)先安排對(duì)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(jì)好夾具，部分結(jié)構(gòu)復(fù)雜產(chǎn)品需要做專(zhuān)門(mén)的夾具。

編程包含了整個(gè)產(chǎn)品的加工工藝，后續(xù)雖然都是CNC自動(dòng)化完成，但前期編程一定要實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)豐富的人員來(lái)操作，避免多次試錯(cuò)提高成本。

1）DDG

使用高速鉆攻中心將鋁板材精準(zhǔn)地銑成一定尺寸的規(guī)整三維體積，準(zhǔn)備進(jìn)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(hào)問(wèn)題很棘手，需銑出天線槽為信號(hào)留出傳輸路徑，保持必要的連接點(diǎn)來(lái)保證機(jī)身強(qiáng)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(jī)床進(jìn)行拋光，消除刀紋，為后續(xù)噴砂做準(zhǔn)備。

6）噴砂

將金屬表面處理成磨砂效果。

7）陽(yáng)極處理

一次陽(yáng)極：為手機(jī)上色，陽(yáng)極氧化把鋁變?yōu)榻鹕瑫r(shí)提高表面材質(zhì)的穩(wěn)定性；

二次陽(yáng)極：機(jī)身表面形成堅(jiān)固而致密的氧化膜，耐磨性進(jìn)一步增強(qiáng)。

如何選擇走刀路線？

走刀路線是指數(shù)控加工過(guò)程中刀具相對(duì)于被加工件的運(yùn)動(dòng)軌跡和方向。加工路線的合理選擇是非常重要的，因?yàn)樗c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(diǎn):

1、保證零件的加工精度要求。

2、方便數(shù)值計(jì)算，減少編程工作量。

3、尋求最短cnc加工路線，減少空刀時(shí)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(lái)。

6、刀具的進(jìn)退刀（切入與切出）路線也要認(rèn)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(shí)應(yīng)選用不重磨硬質(zhì)合金端銑刀或立銑刀。一般銑削時(shí)，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(tái)、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(kāi)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(jì)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(shuō)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(gè)加工程序所選用的刀具既應(yīng)注意的問(wèn)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(gè)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(shí)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(jìn)行必要的數(shù)值計(jì)算（基點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算）

4、編寫(xiě)程序單（不同機(jī)床會(huì)有所不同，遵守使用手冊(cè)）

5、程序校驗(yàn)（將程序輸入機(jī)床，并進(jìn)行圖形模擬，驗(yàn)證編程的正確）

6、對(duì)工件進(jìn)行加工（好的過(guò)程控制能很好的節(jié)約時(shí)間和提高加工質(zhì)量）

7、工件驗(yàn)收和質(zhì)量誤差分析（對(duì)工件進(jìn)行檢驗(yàn)，合格流入下一道。不合格則通過(guò)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(jī)床。精通數(shù)控機(jī)床的維護(hù)保養(yǎng)。所謂熟悉數(shù)控機(jī)床，應(yīng)做到：

1、熟悉數(shù)控電氣元件及控制原理。能說(shuō)出電箱里各個(gè)元件的名稱及作用，能看懂電氣原理圖。能根據(jù)電氣報(bào)警號(hào)，查出報(bào)警內(nèi)容。

2、了解滾珠絲桿的結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)原理。清楚哪些因素對(duì)機(jī)床精度的影響比較大。

3、了解機(jī)床絲桿兩端軸承的結(jié)構(gòu)及對(duì)機(jī)床精度的影響。

4、了解機(jī)床的潤(rùn)滑系統(tǒng)(軸承、主軸、各運(yùn)動(dòng)副、齒輪箱等)，清楚各潤(rùn)滑點(diǎn)的分布。機(jī)床潤(rùn)滑油的牌號(hào)及每周或每月油的正常消耗量。

5、了解機(jī)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(jī)床的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，每臺(tái)機(jī)床轉(zhuǎn)速與扭矩之間具體數(shù)據(jù)特性。

7、了解機(jī)床導(dǎo)軌副特點(diǎn)：是線軌還是滑軌，剛性(承載能力)如何?

8、能排除常見(jiàn)操作故障(如：超極限、刀庫(kù)刀號(hào)出錯(cuò)等)

9、精通機(jī)床的各項(xiàng)精度(靜態(tài)、動(dòng)態(tài))指標(biāo)及檢測(cè)方法。10、熟悉刀庫(kù)機(jī)構(gòu)及換刀原理。

數(shù)控機(jī)床加工基礎(chǔ)知識(shí)：

1、基本組成：數(shù)控機(jī)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(jī)床本體。

2、程序編寫(xiě)：加工程序可由人工編寫(xiě)(如加工簡(jiǎn)單工件時(shí))，復(fù)雜的加工請(qǐng)求可在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行繪圖(如加工曲面工件時(shí))，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(jìn)行手工輸入，也可通過(guò)計(jì)算機(jī)的通訊口用電纜進(jìn)行傳輸，還可以用計(jì)算機(jī)USB接口進(jìn)行傳輸。

4、機(jī)床選購(gòu)：可從三個(gè)方面考慮，首先是機(jī)床本身能否符合加工請(qǐng)求，機(jī)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(gòu)數(shù)控機(jī)床的關(guān)鍵。最終是驅(qū)動(dòng)單元，要根據(jù)加工的工件的精度請(qǐng)求選擇適宜的驅(qū)動(dòng)單元。

5、數(shù)控系統(tǒng)：數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的“大腦”，對(duì)機(jī)床控制信息進(jìn)行運(yùn)算及處理。根據(jù)數(shù)控系統(tǒng)的原理可分為經(jīng)濟(jì)型數(shù)控系統(tǒng)和開(kāi)環(huán)數(shù)控系統(tǒng)兩大類(lèi)：

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