?CNC加工是指使用計(jì)算機(jī)控制的機(jī)床對(duì)工件進(jìn)行加工的一種制造工藝。它通過(guò)預(yù)先編寫好的數(shù)控程序來(lái)精確控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)，包括刀具的路徑、速度、進(jìn)給量等參數(shù)，從而將原材料加工成符合設(shè)計(jì)要求的零件。下面小編介紹一下：
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)與工藝規(guī)劃
圖紙?jiān)O(shè)計(jì)：
這是 CNC 加工的起始點(diǎn)。設(shè)計(jì)人員使用專業(yè)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）軟件，如 AutoCAD、SolidWorks 等，根據(jù)產(chǎn)品的功能和需求來(lái)設(shè)計(jì)零件的三維模型。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要考慮零件的形狀、尺寸、公差、表面粗糙度等諸多因素。例如，對(duì)于一個(gè)機(jī)械零件，需要精確設(shè)計(jì)其各個(gè)特征的尺寸，像軸類零件的直徑、長(zhǎng)度，以及孔的位置和大小等。
工藝規(guī)劃：
根據(jù)零件的設(shè)計(jì)圖紙，工藝工程師要規(guī)劃出最佳的加工工藝路線。這包括確定加工順序、選擇合適的加工設(shè)備（如 CNC 車床、銑床或加工中心）、刀具類型和切削參數(shù)等。例如，對(duì)于一個(gè)既有回轉(zhuǎn)體特征又有平面特征的復(fù)雜零件，可能先在 CNC 車床上加工回轉(zhuǎn)體部分，然后在 CNC 加工中心上加工平面部分和其他復(fù)雜特征。同時(shí)，還要考慮如何裝夾工件，以確保加工精度和穩(wěn)定性。
編程準(zhǔn)備
選擇編程軟件：
根據(jù)加工工藝和機(jī)床類型，選擇合適的數(shù)控編程軟件。常用的有 Mastercam、UG NX（Unigraphics）、PowerMILL 等。這些軟件各有特點(diǎn)，例如 Mastercam 以其強(qiáng)大的二維和三維刀具路徑生成功能而著稱，適用于多種類型的 CNC 機(jī)床編程；UG NX 不僅可以進(jìn)行數(shù)控編程，還能進(jìn)行復(fù)雜的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和模具設(shè)計(jì)。
導(dǎo)入零件模型：
將設(shè)計(jì)好的零件模型文件（如.STL、.IGES、.STEP 等格式）導(dǎo)入到編程軟件中。在導(dǎo)入過(guò)程中，要確保模型的完整性和準(zhǔn)確性。有些軟件可能需要對(duì)模型進(jìn)行修復(fù)或簡(jiǎn)化處理，以方便后續(xù)的編程操作。例如，如果模型存在一些微小的瑕疵或多余的幾何特征，可能會(huì)影響刀具路徑的生成，此時(shí)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)那謇怼?br>設(shè)置加工坐標(biāo)系（MCS）和工件坐標(biāo)系（WCS）：
加工坐標(biāo)系是數(shù)控編程的基準(zhǔn)，它決定了刀具和工件在機(jī)床中的相對(duì)位置。工件坐標(biāo)系則是根據(jù)零件自身的幾何特征和加工要求來(lái)定義的。在編程軟件中，需要準(zhǔn)確地設(shè)置這兩個(gè)坐標(biāo)系。例如，對(duì)于一個(gè)對(duì)稱的零件，通常將工件坐標(biāo)系的原點(diǎn)設(shè)置在零件的對(duì)稱中心，這樣便于編程時(shí)確定刀具路徑的坐標(biāo)位置。
數(shù)控編程
刀具路徑規(guī)劃：
根據(jù)零件的形狀和加工要求，在編程軟件中規(guī)劃刀具的運(yùn)動(dòng)路徑。這是數(shù)控編程的核心環(huán)節(jié)。對(duì)于簡(jiǎn)單的平面銑削，可能只需要規(guī)劃直線和圓弧的刀具路徑；而對(duì)于復(fù)雜的曲面加工，則需要使用曲面擬合、等高線加工等高級(jí)刀具路徑策略。例如，在加工一個(gè)自由曲面的汽車零部件時(shí)，采用等高線加工方式可以使刀具沿著曲面的等高線進(jìn)行切削，從而獲得較好的表面質(zhì)量。
刀具選擇與參數(shù)設(shè)置：
根據(jù)加工工藝和零件材料，選擇合適的刀具。刀具的種類繁多，包括銑刀、車刀、鉆頭、鏜刀等。例如，加工鋁合金材料的零件，一般選擇硬質(zhì)合金銑刀，因?yàn)樗哂辛己玫那邢餍阅芎湍湍バ?。同時(shí)，要設(shè)置刀具的參數(shù)，如切削速度、進(jìn)給量、切削深度等。這些參數(shù)的合理設(shè)置直接影響加工質(zhì)量和效率。一般來(lái)說(shuō)，切削速度要根據(jù)刀具材料和工件材料的特性來(lái)確定，進(jìn)給量則要考慮零件的表面粗糙度要求等因素。
生成數(shù)控代碼（G 代碼和 M 代碼）：
在完成刀具路徑規(guī)劃和參數(shù)設(shè)置后，編程軟件會(huì)自動(dòng)生成數(shù)控代碼。數(shù)控代碼主要由 G 代碼（準(zhǔn)備功能代碼）和 M 代碼（輔助功能代碼）組成。G 代碼用于控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)方式，如直線插補(bǔ)（G01）、圓弧插補(bǔ)（G02、G03）等；M 代碼用于控制機(jī)床的輔助動(dòng)作，如主軸的啟動(dòng)（M03）、停止（M05），冷卻液的開啟（M08）和關(guān)閉（M09）等。生成的數(shù)控代碼需要進(jìn)行仔細(xì)檢查，確保沒有語(yǔ)法錯(cuò)誤和邏輯錯(cuò)誤，否則可能會(huì)導(dǎo)致機(jī)床運(yùn)行異常。
程序驗(yàn)證與優(yōu)化
模擬驗(yàn)證：
在將數(shù)控程序輸入機(jī)床之前，需要進(jìn)行模擬驗(yàn)證。編程軟件通常提供模擬加工功能，可以在計(jì)算機(jī)上模擬刀具和工件的運(yùn)動(dòng)過(guò)程。通過(guò)模擬，可以檢查刀具是否會(huì)與工件發(fā)生碰撞、是否存在過(guò)切或欠切現(xiàn)象等。例如，如果刀具路徑規(guī)劃不當(dāng)，在模擬過(guò)程中可能會(huì)發(fā)現(xiàn)刀具切入了零件不應(yīng)該加工的區(qū)域，這就需要對(duì)刀具路徑進(jìn)行調(diào)整。
程序優(yōu)化：
根據(jù)模擬驗(yàn)證的結(jié)果，對(duì)數(shù)控程序進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化的內(nèi)容包括調(diào)整刀具路徑，使加工過(guò)程更加順暢和高效；優(yōu)化切削參數(shù)，以提高加工質(zhì)量和減少加工時(shí)間。例如，如果發(fā)現(xiàn)某個(gè)加工區(qū)域的切削余量較大，可以適當(dāng)增加切削深度，但同時(shí)要注意不能超過(guò)刀具和機(jī)床的承受能力。此外，還可以優(yōu)化刀具的換刀順序，減少換刀時(shí)間，提高加工效率。
機(jī)床準(zhǔn)備與工件裝夾
機(jī)床檢查與調(diào)試：
在加工前，要對(duì) CNC 機(jī)床進(jìn)行全面檢查。包括檢查機(jī)床的坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)是否順暢、精度是否符合要求，檢查主軸的轉(zhuǎn)速和扭矩是否正常，檢查刀具夾緊裝置是否可靠等。同時(shí)，要根據(jù)數(shù)控程序的要求，調(diào)試機(jī)床的相關(guān)參數(shù)，如進(jìn)給速度倍率、主軸轉(zhuǎn)速倍率等。例如，如果數(shù)控程序中設(shè)定的進(jìn)給速度較高，在調(diào)試時(shí)可以先將進(jìn)給速度倍率調(diào)低，觀察機(jī)床的運(yùn)行情況，確保安全后再逐步提高倍率。
工件裝夾：
選擇合適的裝夾方式和夾具將工件固定在機(jī)床工作臺(tái)上。工件裝夾的關(guān)鍵是要保證工件的定位精度和裝夾的牢固性。對(duì)于形狀規(guī)則的工件，可以使用平口鉗、三爪卡盤等通用夾具；對(duì)于形狀不規(guī)則的工件，則需要使用專用夾具。例如，在加工一個(gè)薄壁環(huán)形零件時(shí)，可以使用彈性脹套夾具，既可以保證工件的定位精度，又能防止工件在加工過(guò)程中變形。
實(shí)際加工
程序傳輸與啟動(dòng)：
將經(jīng)過(guò)驗(yàn)證和優(yōu)化的數(shù)控程序傳輸?shù)?CNC 機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。傳輸方式有多種，如通過(guò) RS - 232 接口、USB 接口、網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)取Ｔ诔绦騻鬏斖瓿珊?，啟?dòng)機(jī)床，機(jī)床將按照數(shù)控程序的指令開始加工。操作人員需要密切關(guān)注機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)，如主軸的轉(zhuǎn)速、刀具的進(jìn)給情況、切削聲音等。
加工過(guò)程監(jiān)控：
在加工過(guò)程中，要不斷監(jiān)控加工質(zhì)量。這包括觀察工件的加工精度是否符合要求，如尺寸精度、形狀精度等；檢查刀具的磨損情況，因?yàn)榈毒吣p會(huì)影響加工精度和表面質(zhì)量；同時(shí)還要注意機(jī)床的運(yùn)行狀態(tài)，如是否有異常振動(dòng)、溫度升高等情況。如果發(fā)現(xiàn)問題，要及時(shí)采取措施，如暫停加工，更換刀具或調(diào)整機(jī)床參數(shù)等。
質(zhì)量檢測(cè)與成品處理
質(zhì)量檢測(cè)：
加工完成后，使用各種量具和檢測(cè)設(shè)備對(duì)零件進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。常用的檢測(cè)工具包括卡尺、千分尺、百分表、三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x等。檢測(cè)的內(nèi)容主要包括零件的尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度。例如，對(duì)于一個(gè)高精度的機(jī)械零件，可能需要使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x來(lái)精確測(cè)量其各個(gè)特征的三維坐標(biāo)，以確定零件是否符合設(shè)計(jì)要求。
成品處理：
根據(jù)質(zhì)量檢測(cè)的結(jié)果，對(duì)成品進(jìn)行處理。如果零件符合質(zhì)量要求，則進(jìn)行必要的表面處理，如清洗、防銹、噴漆等；如果零件不符合質(zhì)量要求，則需要分析原因，如數(shù)控程序錯(cuò)誤、機(jī)床精度問題、刀具磨損等，并采取相應(yīng)的補(bǔ)救措施，如重新加工、修復(fù)等。