數(shù)控加工（numerical control machining），是指在數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行零件加工的一種工藝方法，數(shù)控機(jī)床加工與傳統(tǒng)機(jī)床加工的工藝規(guī)程從總體上說是一致的，但也發(fā)生了明顯的變化。用數(shù)字信息控制零件和刀具位移的機(jī)械加工方法。它是解決零件品種多變、批量小、形狀復(fù)雜、精度高等問題和實(shí)現(xiàn)高效化和自動化加工的有效途徑。

操作過程

數(shù)控編程

數(shù)控加工程序編制方法有手工（人工）編程和自動編程之分。手工編程，程序的全部內(nèi)容是由人工按數(shù)控系統(tǒng)所規(guī)定的指令格式編寫的。自動編程即計(jì)算機(jī)編程，可分為以語言和繪畫為基礎(chǔ)的自動編程方法。但是，無論是采用何種自動編程方法，都需要有相應(yīng)配套的硬件和軟件。

可見，實(shí)現(xiàn)數(shù)控加工編程是關(guān)鍵。但光有編程是不行的，數(shù)控加工還包括編程前必須要做的一系列準(zhǔn)備工作及編程后的善后處理工作。一般來說數(shù)控加工工藝主要包括的內(nèi)容如下：

⑴ 選擇并確定進(jìn)行數(shù)控加工的零件及內(nèi)容；

⑵ 對零件圖紙進(jìn)行數(shù)控加工的工藝分析；

⑶數(shù)控加工的工藝設(shè)計(jì)；

⑷ 對零件圖紙的數(shù)學(xué)處理；

⑸ 編寫加工程序單；

⑹ 按程序單制作控制介質(zhì)；

⑺程序的校驗(yàn)與修改；

⑻ 首件試加工與現(xiàn)場問題處理；

⑼數(shù)控加工工藝文件的定型與歸檔。

為了提高生產(chǎn)自動化程度，縮短編程時(shí)間和降低數(shù)控加工成本，在航空航天工業(yè)中還發(fā)展和使用了一系列先進(jìn)的數(shù)控加工技術(shù)。如計(jì)算機(jī)數(shù)控，即用小型或微型計(jì)算機(jī)代替數(shù)控系統(tǒng)中的控制器，并用存貯在計(jì)算機(jī)中的軟件執(zhí)行計(jì)算和控制功能，這種軟連接的計(jì)算機(jī)數(shù)控系統(tǒng)正在逐步取代初始態(tài)的數(shù)控系統(tǒng)。直接數(shù)控是用一臺計(jì)算機(jī)直接控制多臺數(shù)控機(jī)床，很適合于飛行器的小批量短周期生產(chǎn)。理想的控制系統(tǒng)是可連續(xù)改變加工參數(shù)的自適應(yīng)控制系統(tǒng)，雖然系統(tǒng)本身很復(fù)雜，造價(jià)昂貴，但可以提高加工效率和質(zhì)量。數(shù)控的發(fā)展除在硬件方面對數(shù)控系統(tǒng)和機(jī)床的改善外，還有另一個重要方面就是軟件的發(fā)展。計(jì)算機(jī)輔助編程（也叫自動編程）就是由程序員用數(shù)控語言寫出程序后，將它輸入到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行翻譯，最后由計(jì)算機(jī)自動輸出穿孔帶或磁帶。用得比較廣泛的數(shù)控語言是 APT語言。它大體上分為主處理程序和后置處理程序。前者對程序員書寫的程序加以翻譯，算出刀具軌跡；后者把刀具軌跡編成數(shù)控機(jī)床的零件加工程序。數(shù)控加工，是在對工件進(jìn)行加工前事先在計(jì)算機(jī)上編寫好程序，再將這些程序輸入到使用計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)床進(jìn)行指令性加工，或者直接在這種計(jì)算機(jī)程序控制的機(jī)床控制面板上編寫指令進(jìn)行加工。加工的過程包括：走刀，換刀，變速，變向，停車等，都是自動完成的。數(shù)控加工是現(xiàn)代模具制造加工的一種先進(jìn)手段。當(dāng)然，數(shù)控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分廣泛。

工藝分析

被加工零件的數(shù)控加工工藝性問題涉及面很廣，下面結(jié)合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內(nèi)容。

1、尺寸標(biāo)注應(yīng)符合數(shù)控加工的特點(diǎn)

在數(shù)控編程中，所有點(diǎn)、線、面的尺寸和位置都是以編程原點(diǎn)為基準(zhǔn)的。因此零件圖上最好直接給出坐標(biāo)尺寸，或盡量以同一基準(zhǔn)引注尺寸。

2、幾何要素的條件應(yīng)完整、準(zhǔn)確

在程序編制中，編程人員必須充分掌握構(gòu)成零件輪廓的幾何要素參數(shù)及各幾何要素間的關(guān)系。因?yàn)樵谧詣泳幊虝r(shí)要對零件輪廓的所有幾何元素進(jìn)行定義，手工編程時(shí)要計(jì)算出每個節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)，無論哪一點(diǎn)不明確或不確定，編程都無法進(jìn)行。但由于零件設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)過程中考慮不周或被忽略，常常出現(xiàn)參數(shù)不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時(shí)，一定要仔細(xì)，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)與設(shè)計(jì)人員聯(lián)系。

3、定位基準(zhǔn)可靠

在數(shù)控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準(zhǔn)定位十分重要。因此往往需要設(shè)置一些輔助基準(zhǔn)，或在毛坯上增加一些工藝凸臺。

4、統(tǒng)一幾何類型或尺寸

零件的外形、內(nèi)腔最好采用統(tǒng)一的幾何類型或尺寸，這樣可以減少換刀次數(shù)，還可能應(yīng)用控制程序或?qū)Ｓ贸绦蛞钥s短程序長度。零件的形狀盡可能對稱，便于利用數(shù)控機(jī)床的鏡向加工功能來編程，以節(jié)省編程時(shí)間。

零件裝夾

一、定位安裝的基本原則

在數(shù)控機(jī)床上加工零件時(shí)，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準(zhǔn)和夾緊方案。在選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1、力求設(shè)計(jì)、工藝和編程計(jì)算的基準(zhǔn)統(tǒng)一。

2、盡量減少裝夾次數(shù)，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。

3、避免采用占機(jī)人工調(diào)整式加工方案，以充分發(fā)揮數(shù)控機(jī)床的效能。

二、選擇夾具的基本原則

數(shù)控加工的特點(diǎn)對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標(biāo)方向與機(jī)床的坐標(biāo)方向相對固定；二是要協(xié)調(diào)零件和機(jī)床坐標(biāo)系的尺寸關(guān)系。除此之外，還要考慮以下幾點(diǎn)：

1、當(dāng)零件加工批量不大時(shí)，應(yīng)盡量采用組合夾具、可調(diào)式夾具及其他通用夾具，以縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備時(shí)間、節(jié)省生產(chǎn)費(fèi)用。

2、在成批生產(chǎn)時(shí)才考慮采用專用夾具，并力求結(jié)構(gòu)簡單。

3、零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機(jī)床的停頓時(shí)間。

4、夾具上各零部件應(yīng)不妨礙機(jī)床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機(jī)構(gòu)元件不能影響加工中的走刀（如產(chǎn)生碰撞等）。 

加工誤差

數(shù)控加工誤差△數(shù)加是由編程誤差△編、機(jī)床誤差△機(jī)、定位誤差△定、對刀誤差△刀等誤差綜合形成。

即：△數(shù)加=f（△編+△機(jī)+△定+△刀）

其中：

1、編程誤差△編由逼近誤差δ、圓整誤差組成。逼近誤差δ是在用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線的過程中產(chǎn)生，如圖1.43所示。圓整誤差是在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將坐標(biāo)值四舍五入圓整成整數(shù)脈沖當(dāng)量值而產(chǎn)生的誤差。脈沖當(dāng)量是指每個單位脈沖對應(yīng)坐標(biāo)軸的位移量。普通精度級的數(shù)控機(jī)床，一般脈沖當(dāng)量值為0.01mm；較精密數(shù)控機(jī)床的脈沖當(dāng)量值為0.005mm或0.001mm等。

2、機(jī)床誤差△機(jī)由數(shù)控系統(tǒng)誤差、進(jìn)給系統(tǒng)誤差等原因產(chǎn)生。

3、定位誤差△定是當(dāng)工件在夾具上定位、夾具在機(jī)床上定位時(shí)產(chǎn)生的。

4、對刀誤差△刀是在確定刀具與工件的相對位置時(shí)產(chǎn)生。

主要特點(diǎn)

數(shù)控機(jī)床一開始就選定具有復(fù)雜型面的飛機(jī)零件作為加工對象，解決普通的加工方法難以解決的關(guān)鍵。數(shù)控加工的最大特點(diǎn)是用穿孔帶（或磁帶）控制機(jī)床進(jìn)行自動加工。由于飛機(jī)、火箭和發(fā)動機(jī)零件各有不同的特點(diǎn)：飛機(jī)和火箭的零、構(gòu)件尺寸大、型面復(fù)雜；發(fā)動機(jī)零、構(gòu)件尺寸小、精度高。因此飛機(jī)、火箭制造部門和發(fā)動機(jī)制造部門所選用的數(shù)控機(jī)床有所不同。在飛機(jī)和火箭制造中以采用連續(xù)控制的大型數(shù)控銑床為主，而在發(fā)動機(jī)制造中既采用連續(xù)控制的數(shù)控機(jī)床，也采用點(diǎn)位控制的數(shù)控機(jī)床（如數(shù)控鉆床、數(shù)控鏜床、加工中心等）。

工序集中

數(shù)控機(jī)床一般帶有可以自動換刀的刀架、刀庫，換刀過程由程序控制自動進(jìn)行，因此，工序比較集中。工序集中帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益：

⑴減少機(jī)床占地面積，節(jié)約廠房。

⑵減少或沒有中間環(huán)節(jié)（如半成品的中間檢測、暫存搬運(yùn)等），既省時(shí)間又省人力。

自動化

數(shù)控機(jī)床加工時(shí)，不需人工控制刀具，自動化程度高。帶來的好處很明顯。

⑴對操作工人的要求降低：

一個普通機(jī)床的高級工，不是短時(shí)間內(nèi)可以培養(yǎng)的，而一個不需編程的數(shù)控工培養(yǎng)時(shí)間極短（如數(shù)控車工需要一周即可，還會編寫簡單的加工程序）。并且，數(shù)控工在數(shù)控機(jī)床上加工出的零件比普通工在傳統(tǒng)機(jī)床上加工的零件精度要高，時(shí)間要省。⑵降低了工人的勞動強(qiáng)度：數(shù)控工人在加工過程中，大部分時(shí)間被排斥在加工過程之外，非常省力。

⑶產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定：數(shù)控機(jī)床的加工自動化，免除了普通機(jī)床上工人的疲勞、粗心、估計(jì)等人為誤差，提高了產(chǎn)品的一致性。

⑷加工效率高：數(shù)控機(jī)床的自動換刀等使加工過程緊湊，提高了勞動生產(chǎn)率。

柔性化高

傳統(tǒng)的通用機(jī)床，雖然柔性好，但效率低下；而傳統(tǒng)的專機(jī)，雖然效率很高，但對零件的適應(yīng)性很差，剛性大，柔性差，很難適應(yīng)市場經(jīng)濟(jì)下的激烈競爭帶來的產(chǎn)品頻繁改型。只要改變程序，就可以在數(shù)控機(jī)床上加工新的零件，且又能自動化操作，柔性好，效率高，因此數(shù)控機(jī)床能很好適應(yīng)市場競爭。

能力強(qiáng)

機(jī)床能精確加工各種輪廓，而有些輪廓在普通機(jī)床上無法加工。數(shù)控機(jī)床特別適合以下場合：

1、不許報(bào)廢的零件。

2、新產(chǎn)品研制。

3、急需件的加工。

相關(guān)視頻：日本的數(shù)控加工技術(shù)

（來源：騰訊視頻）

國外數(shù)控機(jī)床加工復(fù)雜工件：

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