昆山cnc数控机床加工知识

CNC加工中心的加工过程中，有一点至关重要，那就是在编制程序和操作加工时，一定要避免使CNC加工中心发生碰撞。

数控车床进给加工路线指车刀从对刀点（或机床固定原点）开始运动起，直至返回该点并结束加工程序所经过的路径，包括切削加工的路径及刀具切入、切出等非切削空行程路径。精加工的进给路线基本上都是沿其零件轮廓顺序进行的，因此，确定进给路线的工作重点是确定粗加工及空行程的进给路线。

在数控车床加工中，加工路线的确定一般要遵循以下几方面原则。

①应能保证被加工工件的精度和表面粗糙度。

②使加工路线最短，减少空行程时间，提高加工效率。

③尽量简化数值计算的工作量，简化加工程序。

④对于某些重复使用的程序，应使用子程序。

工件装夹方式的确定应注意那几方面？

在确定定位基准与夹紧方案时应注意下列三点：

1、力求设计、工艺、与编程计算的基准统一。

2、尽量减少装夹次数，尽可能做到在一次定位后就能cnc加工出全部待加工表面。

3、避免采用占机人工调整方案。

4、夹具要开畅，其定位、夹紧机构不能影响cnc加工中的走刀（如产生碰撞），碰到此类情况时，可采用用虎钳或加底板抽螺丝的方式装夹。

如何确定对刀点比较合理？工件坐标系与编程坐标系有什么关系？

1、对刀点可以设在被加工零件的上，但注意对刀点必须是基准位或已精加工过的部位，有时在第一道工序后对刀点被cnc加工毁坏，会导致第二道工序和之后的对刀点无从查找，因此在第一道工序对刀时注意要在与定位基准有相对固定尺寸关系的地方设立一个相对对刀位置，这样可以根据它们之间的相对位置关系找回原对刀点。这个相对对对刀位置通常设在机床工作台或夹具上。其选择原则如下：

1）找正容易。

2）编程方便。

3）对刀误差小。

4）加工时检查方便、可查。

2、工件坐标系的原点位置是由操作者自己设定的，它在工件装夹完毕后，通过对刀确定，它反映的是工件与机床零点之间的距离位置关系。工件坐标系一旦固定，一般不作改变。工件坐标系与编程坐标系两者必须统一，即在加工时，工件坐标系和编程坐标系是一致的。

如何在cnc加工过程中监控与调整？

工件在找正及程序调试完成之后，就可进入自动加工阶段。在自动加工过程中，操作者要对切削的过程进行监控，防止出现非正常切削造成工件质量问题及其它事故。

对切削过程进行监控主要考虑以下几个方面：

1、加工过程监控粗加工主要考虑的是工件表面的多余余量的快速切除。在机床自动加工过程中，根据设定的切削用量，刀具按预定的切削轨迹自动切削。此时操作者应注意通过切削负荷表观察自动加工过程中的切削负荷变化情况，根据刀具的承受力状况，调整切削用量，发挥机床的最大效率。

2、切削过程中切削声音的监控在自动切削过程中，一般开始切削时，刀具切削工件的声音是稳定的、连续的、轻快的，此时机床的运动是平稳的。随着切削过程的进行，当工件上有硬质点或刀具磨损或刀具送夹等原因后，切削过程出现不稳定，不稳定的表现是切削声音发生变化，刀具与工件之间会出现相互撞击声，机床会出现震动。此时应及时调整切削用量及切削条件，当调整效果不明显时，应暂停机床，检查刀具及工件状况。

3、精加工过程监控精加工，主要是保证工件的加工尺寸和加工表面质量，切削速度较高，进给量较大。此时应着重注意积屑瘤对加工表面的影响，对于型腔加工，还应注意拐角处加工过切与让刀。对于上述问题的解决，一是要注意调整切削液的喷淋位置，让加工表面时刻处于冷却条件；二是要注意观察工件的已加工面质量，通过调整切削用量，尽可能避免质量的变化。如调整仍无明显效果，则应停机检察原程序编得是否合理。特别注意的是，在暂停检查或停机检查时，要注意刀具的位置。如刀具在切削过程中停机，突然的主轴停转，会使工件表面产生刀痕。一般应在刀具离开切削状态时，考虑停机。

4、刀具监控刀具的质量很大程度决定了工件的加工质量。在自动加工切削过程中，要通过声音监控、切削时间控制、切削过程中暂停检查、工件表面分析等方法判断刀具的正常磨损状况及非正常破损状况。要根据加工要求，对刀具及时处理，防止发生由刀具未及时处理而产生的加工质量问题。

01.利用计算机模拟仿真系统

随着计算机技术的发展，数控加工教学的不断扩大，数控加工模拟仿真系统越来越多，其功能日趋完善。因此，可将其用于初步检查程序，观察刀具的运动，以确定是否有可能碰撞。

02.利用CNC加工中心自带的模拟显示功能

一般较为先进的CNC加工中心都有图形显示功能。当输入程序后，可以调用图形模拟显示功能，详细地观察刀具的运动轨迹，以便检查刀具与工件或夹具是否有可能碰撞。

03.利用CNC加工中心的空运行功能

利用CNC加工中心的空运行功能可以检查走刀轨迹的正确性。当程序输入CNC加工中心后，可以装上刀具或工件，然后按下空运行按钮，此时主轴不转，工作台按程序轨迹自动运行，此时便可以发现刀具是否有可能与工件或夹具相碰。但是，在这种情况下必须要保证装有工件时，不能装刀具;装刀具时，就不能装工件，否则会发生碰撞。

04.利用CNC加工中心的锁定功能

一般的CNC加工中心都具有锁定功能(全锁或单轴锁)。当输入程序后，锁定Z轴，可通过Z轴的坐标值判断是否会发生碰撞。此功能的应用应避开换刀等运作，否则无法使程序通过。

05.提高编程技巧

程序编制是数控加工至关重要的环节，提高编程技巧可以在很大程度上避免一些不必要的碰撞。

例如，铣削工件内腔，当铣削完成时，需要铣刀快速退回至工件上方100mm处，如果用N50 G00 X0 Y0

数控加工是指用数控的加工工具进行的加工。CNC指数控机床由数控加工语言进行编程控制，通常为G代码。数控加工G代码语言告诉数控机床的加工刀具采用何种 笛卡尔位置坐标，并控制刀具的进给速度和主轴转速，以及工具变换器、冷却剂等功能。数控加工相对手动加工具有很大的优势，如数控加工生产出的零件非常精确并具有可重复性；数控加工可以生产手动加工无法完成的具有复杂外形的零件。数控加工技术现已普遍推广，大多数的机加工车间都具有数控加工能力，典型的机加工车间中最常见的数控加工方式有数控铣、数控车和数控EDM线切割（电火花线切 割）。

进行数控铣的工具叫做数控铣床或数控加工中心。进行数控车削加工的车床叫做数控车工中心。数控加工G代码可以人工编程，但通常机加工车间用CAM（计算机辅助制造）软件自动读取CAD（计算机辅助设计）文件并生成G代码程序，对数控机床进行控制。

1、数控机床的工作原理

先使用绘图软件如UG等建好3D模型，再使用编程软件根据3D模型来编写工序，最后将这些数据导入机床，装好工件，启动。

全金属一体式CNC加工工艺最早由苹果公司开创——铝板由柱状实心铝材压铸而成，经精密加工先切削成为一体式机身的雏形，随着机身渐渐成形，机身上的键盘形状和各种细微构造均被铣削出来。

此过程共包含九道数控铣削工艺，九道工艺之后便获得精密的一体成型外壳。

外壳厂商从编程到获得成品需要经过粗加工，半粗加工，半精加工，精加工等多道工序，很多时候全过程需要10个以上工站才能获得成品，想要提高良品率，每个过程都需要严格管控。

2、CNC 加工前序工作

CNC加工开始前，首先需要建模与编程。

3D建模的难度由产品结构决定，结构复杂的产品建模较难，需要编程的工序也更多、更复杂。编程囊括了加工的工序设定、刀具选择，转速设定，刀具每次进给的距离等。

cnc加工顺序的安排应遵循什么原则？

加工顺序的安排应根据零件的结构和毛坯状况，以及定位夹紧的需要来考虑，重点是工件的刚性不被破坏。顺序一般应按下列原则进行：

1、上道工序的cnc加工不能影响下道工序的定位与夹紧，中间穿插有通用机床加工工序的也要综合考虑。

2、先进行内形内腔加工序，后进行外形加工工序。

3、以相同定位、夹紧方式或同一把刀cnc加工的工序最好连接进行，以减少重复定位次数，换刀次数与挪动压板次数。

4、在同一次安装中进行的多道工序，应先安排对工件刚性破坏小的工序。

此外，不同产品的装夹方式不同，在加工前要设计好夹具，部分结构复杂产品需要做专门的夹具。

编程包含了整个产品的加工工艺，后续虽然都是CNC自动化完成，但前期编程一定要实践经验丰富的人员来操作，避免多次试错提高成本。

1）DDG

使用高速钻攻中心将铝板材精准地铣成一定尺寸的规整三维体积，准备进行下一道次的CNC加工。

2）粗铣

定位后粗铣出内腔结构、与夹具结合的定位柱、铣去外部大部分冗余材料。

3）铣天线槽

全金属外壳的信号问题很棘手，需铣出天线槽为信号留出传输路径，保持必要的连接点来保证机身强度与整体感。

4）CNC精加工

精铣内腔、外部结构、外表面、侧边等。

5）抛光

使用高速精密CNC机床进行抛光，消除刀纹，为后续喷砂做准备。

6）喷砂

将金属表面处理成磨砂效果。

7）阳极处理

一次阳极：为手机上色，阳极氧化把铝变为金色，同时提高表面材质的稳定性；

二次阳极：机身表面形成坚固而致密的氧化膜，耐磨性进一步增强。

如何选择走刀路线？

走刀路线是指数控加工过程中刀具相对于被加工件的运动轨迹和方向。加工路线的合理选择是非常重要的，因为它与零件的cnc加工精度和表面质量密却相关。在确定走刀路线是主要考虑下列几点:

1、保证零件的加工精度要求。

2、方便数值计算，减少编程工作量。

3、寻求最短cnc加工路线，减少空刀时间以提高cnc加工效率。

4、尽量减少程序段数。

5、保证工件轮廓表面cnc加工后的粗糙度的要求，最终轮廓应安排最后一走刀连续加工出来。

6、刀具的进退刀（切入与切出）路线也要认真考虑，以尽量减少在轮廓处停刀（切削力突然变化造成弹性变形）而留下刀痕，也要避免在轮廓面上垂直下刀而划伤工件。

如何合理选择加工刀具？切削用量有几大要素？有几种材料的刀具？如何确定刀具的转速，切削速度，切削宽度？

1、平面铣削时应选用不重磨硬质合金端铣刀或立铣刀。一般铣削时，尽量采用二次走刀加工，第一次走刀最好用端铣刀粗铣，沿工件表面连续走刀。每次走刀宽度推荐至为刀具直径的60%--75%。

2、立铣刀和镶硬质合金刀片的端铣刀主要用于加工凸台、凹槽和箱口面。

3、球刀、圆刀（亦称圆鼻刀）常用于加工曲面和变斜角轮廓外形。而球刀多用于半精加工和精加工。镶硬质合金刀具的圆刀多用于开粗。

加工程序单有什么作用?在加工程序单中应包括什么内容？

1、加工程序单是数控加工工艺设计的内容之一，也是需要操作者遵守、执行的规程，是加工程序的具体说明，目的是让操作者明确程序的内容、装夹和定位方式、各个加工程序所选用的刀具既应注意的问题等。

2、在加工程序单里，应包括：绘图和编程文件名，工件名称，装夹草图，程序名，每个程序所使用的刀具、切削的最大深度，加工性质（如粗加工还是精加工），理论加工时间等。

CNC数控加工零件的步骤

1、分析零件图，了解工件的大致情况（几何形状，工件材料，工艺要求等）

2、确定零件的数控加工工艺（加工的内容，加工的路线）

3、进行必要的数值计算（基点、节点的坐标计算）

4、编写程序单（不同机床会有所不同，遵守使用手册）

5、程序校验（将程序输入机床，并进行图形模拟，验证编程的正确）

6、对工件进行加工（好的过程控制能很好的节约时间和提高加工质量）

7、工件验收和质量误差分析（对工件进行检验，合格流入下一道。不合格则通过质量分析找出产生误差原因和纠正方法）。

熟悉数控机床。精通数控机床的维护保养。所谓熟悉数控机床，应做到：

1、熟悉数控电气元件及控制原理。能说出电箱里各个元件的名称及作用，能看懂电气原理图。能根据电气报警号，查出报警内容。

2、了解滚珠丝杆的结构、传动原理。清楚哪些因素对机床精度的影响比较大。

3、了解机床丝杆两端轴承的结构及对机床精度的影响。

4、了解机床的润滑系统(轴承、主轴、各运动副、齿轮箱等)，清楚各润滑点的分布。机床润滑油的牌号及每周或每月油的正常消耗量。

5、了解机床的致冷系统：切削(水、气)冷却、主轴冷却、电箱冷却等

6、了解机床的主传动结构，每台机床转速与扭矩之间具体数据特性。

7、了解机床导轨副特点：是线轨还是滑轨，刚性(承载能力)如何?

8、能排除常见操作故障(如：超极限、刀库刀号出错等)

9、精通机床的各项精度(静态、动态)指标及检测方法。10、熟悉刀库机构及换刀原理。

数控机床加工基础知识：

1、基本组成：数控机床包括加工程序、输入设备、数控系统、伺服系统、辅佐控制设备、反馈系统及机床本体。

2、程序编写：加工程序可由人工编写(如加工简单工件时)，复杂的加工请求可在计算机上进行绘图(如加工曲面工件时)，然后生成加工程序。

3、程序输入：可由数控系统的面板进行手工输入，也可通过计算机的通讯口用电缆进行传输，还可以用计算机USB接口进行传输。

4、机床选购：可从三个方面考虑，首先是机床本身能否符合加工请求，机床质量如何？其次是数控系统，选择适宜的系统是选购数控机床的关键。最终是驱动单元，要根据加工的工件的精度请求选择适宜的驱动单元。

5、数控系统：数控系统是数控机床的“大脑”，对机床控制信息进行运算及处理。根据数控系统的原理可分为经济型数控系统和开环数控系统两大类：

以上是关于昆山cnc数控机床加工知识的相关介绍。