CNC加工是制造和工業(yè)應(yīng)用中經(jīng)常使用的術(shù)語，CNC一詞代表“計(jì)算機(jī)數(shù)控”，而CNC加工定義是減法制造工藝，通常采用計(jì)算機(jī)控制和機(jī)床從庫存件(稱為毛坯或工件)中去除材料層，并且產(chǎn)生定制設(shè)計(jì)的零件。此過程適用于各種材料，包括金屬，塑料，木材，玻璃，泡沫和復(fù)合材料，并在各種行業(yè)中得到應(yīng)用，例如大型CNC加工和CNC加工航空航天零件。就機(jī)器本身而言，CNC機(jī)器的定義是它代表能夠自主執(zhí)行CNC加工操作的實(shí)際可編程機(jī)器。注意過程(CNC加工定義)與機(jī)床(CNC機(jī)床定義)之間的對比。
消減制造工藝，如數(shù)控加工，通常在對比度呈現(xiàn)給添加制造工藝，如3D印刷，或形成性的制造工藝，如液體注射成型。減法工藝從工件上去除材料層以產(chǎn)生定制的形狀和設(shè)計(jì)時(shí)，加性工藝將材料層組裝起來以產(chǎn)生所需的形狀，而成形工藝使原料變形并移位為所需的形狀。CNC機(jī)械加工具有自動(dòng)化特性，可在進(jìn)行一次性和中批量生產(chǎn)時(shí)實(shí)現(xiàn)高精度和高精度，簡單零件的生產(chǎn)以及成本效益。但是，盡管CNC機(jī)械加工顯示出優(yōu)于其他制造工藝的某些優(yōu)勢，但零件設(shè)計(jì)可獲得的復(fù)雜程度和復(fù)雜性以及生產(chǎn)復(fù)雜零件的成本效益受到限制。
盡管每種類型的制造過程都有其優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，但本文著重介紹CNC加工過程，概述了過程的基礎(chǔ)知識(shí)，以及CNC機(jī)床(有時(shí)錯(cuò)誤地稱為C和C機(jī)床)的各種組件和工具。此外，本文探討了各種機(jī)械式CNC機(jī)械加工操作，并提出了CNC機(jī)械加工方法的替代方法。
數(shù)控加工工藝概述
CNC加工是從利用穿孔帶卡的數(shù)控(NC)加工過程發(fā)展而來的，它是一種利用計(jì)算機(jī)控制來操作和操縱機(jī)器和切削工具來成型原材料(例如金屬，塑料，木材，泡沫，復(fù)合材料)的制造過程。等等-變成定制零件和設(shè)計(jì)。盡管CNC加工過程提供各種功能和操作，但過程的基本原理在所有方面都基本相同。CNC基本加工過程包括以下階段：設(shè)計(jì)CAD模型、將CAD文件轉(zhuǎn)換為CNC程序、準(zhǔn)備數(shù)控機(jī)床、執(zhí)行加工操作、CAD模型設(shè)計(jì)。
CNC加工過程始于內(nèi)部或由CAD / CAM設(shè)計(jì)服務(wù)公司創(chuàng)建2D矢量或3D實(shí)體零件CAD設(shè)計(jì)。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)軟件使設(shè)計(jì)人員和制造商可以生成其零件和產(chǎn)品的模型或渲染圖，以及生產(chǎn)零件或產(chǎn)品所需的必要技術(shù)規(guī)范，例如尺寸和幾何形狀。
CNC加工零件的設(shè)計(jì)受CNC機(jī)床和工具功能的限制。例如，大多數(shù)CNC機(jī)床是圓柱形的，因此通過CNC加工過程可能產(chǎn)生的零件幾何形狀受到限制，因?yàn)樵摴ぞ邥?huì)形成彎曲的角部。另外，被加工材料的特性，工具設(shè)計(jì)以及機(jī)器的工件夾持能力進(jìn)一步限制了設(shè)計(jì)可能性，例如最小零件厚度，最大零件尺寸以及內(nèi)部空腔和特征的夾雜物和復(fù)雜性。CAD設(shè)計(jì)完成后，設(shè)計(jì)人員將其導(dǎo)出為CNC兼容的文件格式，例如STEP或IGES。
CAD文件轉(zhuǎn)換
格式化的CAD設(shè)計(jì)文件通過一個(gè)程序運(yùn)行，該程序通常是計(jì)算機(jī)輔助制造(CAM)軟件，以提取零件幾何形狀并生成數(shù)字編程代碼，該代碼將控制CNC機(jī)床并操縱工具以生產(chǎn)定制設(shè)計(jì)的零件。
CNC機(jī)床使用幾種編程語言，包括G代碼和M代碼。CNC編程語言中最著名的通用或幾何代碼(稱為G代碼)控制機(jī)床何時(shí)，何地以及如何移動(dòng)，例如，何時(shí)開啟或關(guān)閉，移動(dòng)到機(jī)床的速度如何。工件上的特定位置，走什么路徑等。雜項(xiàng)功能代碼(稱為M代碼)控制機(jī)器的輔助功能，例如分別在生產(chǎn)開始和結(jié)束時(shí)自動(dòng)自動(dòng)拆卸和更換機(jī)器機(jī)蓋。生成CNC程序后，操作員將其加載到CNC機(jī)床上。
機(jī)器設(shè)置
在操作員運(yùn)行CNC程序之前，他們必須準(zhǔn)備CNC機(jī)器以進(jìn)行操作。這些準(zhǔn)備工作包括將工件直接固定在機(jī)器上，機(jī)械主軸上，或固定在虎鉗或類似的工件固定裝置上，并將所需的工具(例如鉆頭和立銑刀)連接到適當(dāng)?shù)臋C(jī)器組件上。機(jī)器完全安裝好后，操作員即可運(yùn)行CNC程序。
機(jī)械加工執(zhí)行
CNC程序用作CNC機(jī)器的指令;它向機(jī)器的集成計(jì)算機(jī)提交指示工具動(dòng)作和運(yùn)動(dòng)的機(jī)器命令，該計(jì)算機(jī)可以操作和操縱機(jī)器工具。啟動(dòng)程序會(huì)提示CNC機(jī)器開始CNC加工過程，并且程序會(huì)在執(zhí)行必要的機(jī)器操作以生產(chǎn)定制設(shè)計(jì)的零件或產(chǎn)品時(shí)引導(dǎo)機(jī)器進(jìn)行整個(gè)過程。
如果公司投資購買和維護(hù)自己的CNC設(shè)備，則CNC加工過程可以在內(nèi)部執(zhí)行，也可以外包給專門的CNC加工服務(wù)提供商。
CNC加工操作的類型
CNC機(jī)械加工是一種適用于各種行業(yè)的制造工藝，包括汽車，航空航天，建筑和農(nóng)業(yè)，并能夠生產(chǎn)多種產(chǎn)品，例如汽車車架，外科手術(shù)設(shè)備，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)以及手動(dòng)和園林工具。該過程包括幾種不同的計(jì)算機(jī)控制的加工操作，包括機(jī)械，化學(xué)，電氣和熱加工過程，這些操作從工件上去除了必要的材料以生產(chǎn)定制設(shè)計(jì)的零件或產(chǎn)品。在下一部分中將介紹化學(xué)，電氣和熱加工過程，而本部分將探討一些最常見的機(jī)械CNC加工操作，包括：鉆孔、銑削、CNC鉆孔
鉆孔是一種利用多點(diǎn)鉆頭在工件上產(chǎn)生圓柱孔的加工過程。在CNC鉆孔中，通常CNC鉆孔機(jī)將旋轉(zhuǎn)的鉆頭垂直于工件表面的平面進(jìn)給，這會(huì)產(chǎn)生垂直對齊的孔，這些孔的直徑等于用于鉆孔操作的鉆頭的直徑。但是，也可以通過使用專用的機(jī)器配置和工件固定裝置來執(zhí)行斜角鉆孔操作。鉆孔過程的操作能力包括沉頭孔，沉頭孔，鉸孔和攻絲。
CNC銑削
銑削是一種加工過程，它采用旋轉(zhuǎn)的多點(diǎn)切削刀具從工件上去除材料。在CNC銑削中，CNC機(jī)床通常以與切削刀具旋轉(zhuǎn)相同的方向?qū)⒐ぜM(jìn)給到切削刀具，而在手動(dòng)銑削中，機(jī)床則以與切削刀具旋轉(zhuǎn)相反的方向進(jìn)給工件。銑削過程的操作能力包括端面銑削(將淺，平坦的表面和平底的型腔切入工件)和外圍銑削(將深型腔(例如槽和螺紋)切入工件)。
