数控加工技术（2）

什么是CNC
传统的机械加工都是由普通机床手工操作完成的，加工时靠手工摇动机械刀具切削金属，用卡尺等工具目测产品的精度。现代工业早已采用计算机数字控制的机床进行操作，数控机床可以按照技术人员事先编制好的程序，自动直接加工任何产品和零件，这就是我们所说的“数控加工”。数控加工广泛应用于一切机械加工的任何领域，是模具加工的发展趋势和重要而必要的技术手段。
“CNC”是英文Computerized Numerical Control（计算机数控）的缩写。
数控机床按照预先编制的加工程序自动地对加工零件进行加工。我们把零件的加工工艺路线、工艺参数、刀具运动轨迹、位移、切削用量（主轴转速、进给、后退刀等）以及辅助功能（换刀、主轴正转、反转、切削液的开、关等），按照数控机床规定的指令代码和程序格式，编写成加工程序单，再把程序单的内容记录在控制介质上（如穿孔纸带、磁带、磁盘、磁泡存储器），然后输入到数控机床的数控装置中，指挥机床对零件进行截割。
这种从零件图分析到控制介质编写的整个过程就叫数控程序的编制。数控机床与普通机床加工零件的区别就在于数控机床是按照程序自动加工零件的，而普通机床必须由人来操作。我们可以通过改变控制机床运动的程序来达到加工不同零件的目的。因此，数控机床特别适合加工形状复杂、精度要求高的中小批量零件。
由于数控机床必须按照程序来加工零件，所以程序由程序员编制好后，输入到数控装置中去指挥机床工作，程序的输入是通过控制介质进行的。
发展趋势：
数控技术的应用不仅给传统制造业带来了革命性的变化，使制造业成为工业化的标志，而且随着数控技术的不断发展和应用领域的扩大，在国防、汽车等关系到国际民生的一些重要行业中，对我国国防、汽车等产业的发展起着越来越重要的作用。这些行业装备的数字化已成为现代发展的一大趋势，如：桥式三、五轴高速数控龙门铣床、龙门移动式五坐标交流摆角数控龙门铣床、龙门移动式三坐标数控龙门铣床等。
快速发展
随着数控系统核心处理器的进步，现在的高速加工中心进给速度最高可达80m/min，空运行速度可达100m/min左右。包括我国上海通用汽车公司在内的世界许多汽车厂都已将组合机床换成了高速加工中心组成的生产线。美国CINCINNATI公司的HyperMach机床，最高进给速度60m/min，快速速度100m/min，加速度2g，主轴转速60000r/min。加工一个薄壁的飞机零件只需30分钟，而同样的零件在一般高速铣床上加工需3小时，在普通铣床上加工需8小时。
由于机构各组成部件分工专业化，在专业主轴厂的发展下，高速主轴越来越受到青睐，过去仅用于高速汽车产业的机型（每分钟15000转以上机型）已成为机械产品必备需求。
精密开发
随着伺服控制技术和传感器技术的进步，在数控系统的控制下，机床可以进行亚微米级的精密运动。在加工精度方面，普通数控机床的加工精度已由10μm提高到5μm，精密加工中心由3~5μm提高到1~1.5μm，超精密加工精度已开始进入纳米级（0.01μm）。
开放式开发
由于计算机硬件的标准化、模块化和软件的模块化，开放式技术日趋成熟，开始进入开放化阶段。开放式数控技术体系具有更好的通用性、灵活性、适应性和可扩展性。美国、欧共体、日本等国家都实施了战略发展规划，开展了开放式数控系统规范（OMAC、OSACA、OSEC）的研究和制定，世界三大经济体在短时间内几乎都进行了科学规划和技术规范的制定，预示着数控技术新变革时期的到来。2000年，我国也开始研究制定中国ONC数控系统的规范框架。
复合开发
随着产品外观曲线的复杂化，模具加工工艺必须不断升级，这就对数控系统提出了新的要求。机床五轴加工、六轴加工日益普及，机床加工复合化成为必然的发展趋势。新日本工机的5面加工机采用复合主轴头，可实现4个垂直平面的加工和任意角度的加工，使在同一台机床上实现5面加工和5轴加工，还能实现倾斜面和倒锥度孔的加工。德国DMG公司展出的DMUVoution系列加工中心，可在一次装夹中完成5面加工和5轴联动加工，可直接或间接由数控系统或CAD/CAM控制。
数控车床的选型
数控车床又称数控车床，即计算机数字控制车床，是目前我国应用最广泛、覆盖面最广的一类数控机床，约占数控机床总数的25%。数控机床是集机械、电气、液压、气动、微电子、信息等多种技术于一体的机电一体化产品，是机械制造装备中具有高精度、高效率、高自动化、高柔性、加工质量稳定可靠等优点的工作母机。数控机床的技术水平及其占机床产量和总拥有量的比重，是衡量一个国家国民经济发展和工业制造总体水平的重要指标之一。数控车床是数控机床的主要品种之一，在数控机床中占有十分重要的地位，几十年来受到世界各国的普遍重视，得到了迅速的发展。
数控车床、车削中心是高精度、高效率的自动化机床，其加工性能范围广泛，可加工直圆柱、斜圆柱、圆弧及各种螺纹，具有直线插补、圆弧插补等多种补偿功能，在复杂零件的批量生产中发挥了良好的经济效果。合理选用数控车床应遵循以下原则：
选择原则
1. 准备
确定典型零件的工艺要求和加工工件的批量。数控车床应具备的功能是做好准备工作，是合理选用数控车床的前提条件。满足典型零件的工艺要求
典型零件的工艺要求主要是零件的结构尺寸、加工范围和精度要求。根据精度要求，即工件的尺寸精度、定位精度和表面粗糙度，选择数控车床的控制精度。根据可靠性进行选择。可靠性是提高产品质量和生产效率的保证。数控机床的可靠性是指机床在规定的条件下执行其功能时，能长期稳定地运行而不发生故障。即平均无故障时间长，即使出现故障，也能在短时间内修复并再次投入使用。选择结构合理、制造精良、生产量大的机床。一般使用用户越多，数控系统的可靠性就越高。
2. 购买
机床附件、备件及其供应能力、刀具，对于已投入生产的数控车床、车削中心来说非常重要，在选择机床时要认真考虑刀具和附件的兼容性。
3. 关注控制系统的同一性
厂家一般都选择同一厂家的产品，至少也购买同一厂家的控制系统，给维护工作带来很大的方便。教学单位要求学生知识面广、知识面广，因此选择不同的系统，配备各种仿真软件是明智的选择。
4.根据性价比选择
确保功能和精度不闲置，不浪费，不要选择与自己需求无关的功能。
5.机床的保护
当需要时，机床可配备全封闭或半封闭的防护装置和自动排屑装置。
在选择数控车床、车削中心时，应综合考虑上述原则。