第3章 模具数控加工
3.1模具数控加工的基础知识
max.book118.com工的基本概念
　 1.数控与数控机床
　　数字控制（Numerical Control，NC）是用数字化信号对机床的运动及其加工过程进行控制的一种方法。是一种自动控制技术。数控机床就是采用了数控技术的机床，或者说是装备了数控系统的机床。只需编写好数控程序，机床就能够把零件加工出来。
　  2.数控加工
　　数控加工是指在数控机床上进行零件加工的一种工艺方法。
　　数控加工与普通加工方法的区别在于控制方式。在普通机床上进行加工时，机床动作的先后顺序和各运动部件的位移都是由人工直接控制。在数控机床上加工时，所有这些都由预先按规定形式编排井输人到数控机床控制系统的数控程序来控制。因此，实现数控加工的关键是数控编程。 编制的程序不同就能加工出不同的产品，因此它非常适合于多品种，小批量生产方式。
　　3.数控加工研究的主要内容
（1）数控加工工艺设计   
工艺设计是对工件进行数控加工的前期工艺准备工作，它必须在程序编制工作以前完成，因为只有工艺设计方案确定以后，程序编制工作才有依据。工艺设计是否优化，往往是造成数控加工成本多少和数控加工差错的主要原因之一，所以编程人员一定要先做好工艺设计，再考虑编程。工艺设计主要有以下内容：
1）选择并决定零件的数控加工内容；
　2）零件图纸的数控加工艺性分析；
　  3）数控加工的工艺路线设计；
4）数控加工的工序设计；
5）数控加工专用技术文件的编写。
（2）对零件图形的数学处理。
（3）编写数控加工程序单。
（4）按程序单制作控制介质。
（5）程序的校验与修改。
（6）首件试切加工与现场问题处理。
（7）数控加工工艺技术文件的定型与归档。
max.book118.com床的工作原理与分类
　　1.数控机床的工作原理
　　数控机床加工零件时，首先要根据加工零件的图样与工艺方案，按规定的代码和程序格式编写零件的加工程序单，这是数控机床的工作指令。通过控制介质将加工程序输入到数控装置，由数控装置将其译码、寄存和运算之后，向机床各个被控量发出信号，控制机床主运动的变速、起停、进给运动及方向、速度和位移量，以及刀具选择交换，工件夹紧松开和冷却润滑液的开、关等动作，使刀具与工件及其他辅助装置严格地按照加工程序规定的顺序、轨迹和参数进行工作，从而加工出符合要求的零件。
　  2.数控机床的组成
　　数控机床主要由控制介质、数控装置、伺服系统和机床本体等四部分组成，max.book118.com。
max.book118.com床的组成
　　（1）控制介质   控制介质是用于记载各种加工信息（如零件加工工艺过程、工艺参数和位移数据等）的媒体，经输入装置将加工信息送给数控装置。常用的控制介质有标准的纸带、磁带和磁盘，还可以用手动方式（MDI方式）或者用与上一级计算机通信方式将加工程序输入CNC装置。
　　（2）数控装置   数控装置是数控机床的核心，它的功能是接受输入装置输入的加工信息，经过数控装置的系统软件或逻辑电路进行译码、运算和逻辑处理之后，发出相应的脉冲送给伺服系统，通过伺服系统控制机床的各个运动部件按规定要求动作。
（3）伺服系统   伺服系统由伺服驱动电动机和伺服驱动装置组成，它是数控系统的执行部分。机床上的执行部件和机械传动部件组成数控机床的进给伺服系统和主轴伺服系统，根据数控装置的指令，前者控制机床各轴的切削进给运动，后者控制机床主轴的旋转运动。伺服系统有开环、闭环和半闭环之分，max.book118.com。在闭环和半闭环伺服系统中，还需配有检测装置，用于进行位置检测和速度检测。
max.book118.com、闭环和半闭环
　　（4）机床本体   数控机床的本体包括：主运动部件，进给运动部件如工作台，刀架及传动部件和床身立柱等支撑部件，此外还有冷却、润滑、转位、夹紧等辅助装置。对加工中心类的数控机床，还有存放刀具的刀库，交换刀具的机械手等部件。
　　3.数控机床的分类
国内外数控机床的种类有数千种，如何分类尚无统一规定。常见的分类方法有：按机械运动的轨迹可分为点位控制系统、直线控制系统和轮廓控制系统。按伺服系统的类型可分为开环控制系统、闭环控制系统和半闭环控制系统。按控制坐标轴数可分为两坐标数控机床、三坐标数控机床和多坐标数控机床。按数控功能水平可分为高档数控机床、中档数控机床和低档数控机床。
　　但从用户角度考虑，按机床加工方式或能完成的主要加工工序来分类更为合适。按照数控机床的加工方式，可以分成以下几类：
（1）金属切削类数控机床   有数控车床、数控铣床、数控钻床、数控镗床、数控磨床、数控齿轮加工机床和加工中心等。
（2）金属成形类数控机床  有数控折弯机、数控弯管机、数控冲床、数控旋压机等。
　　（3）特种加工类数控机床  有数控电火花线切割机床、数控电火花成形机床及数控激光切割焊接机等。
max.book118.com工的特点与应用
　　1.数控加工的特点
　　（1）加工精度高    数控机床是精密机械和自动化技术的综合，所以机床的传动精度与机床的结构设计都考虑到要有很高的刚度和热稳定性，它的传动机构采用了减小误差的措施，并由数控装置补偿，所以数控机床有较高的加工精度。数控机床的定位精度可达±0.005mm，重复定位精度为±0.002mm。而且数控机床的自动加工方式还可以避免人为的操作误差，使零件尺寸一致，质量稳定，加工零件形状愈复杂，这种特点就愈显著。
　　（2）自动化程度高和生产率高    数控加工是按事先编好的程序自动完成零件加工任务的，操作者除了安放控制介质及操作键盘、装卸零件、关键工序的中间测量以及观察机床的运动情况外，不需要进行繁重的重复性手工操作，因此自动化程度很高，管理方便。同时,由于数控加工能有效减少加工零件所需的机动时间和辅助时间，因而加工生产率比普通机床高很多。
　　（3）适应性强   当改变加工零件时，只需更换加工程序，就可改变加工工件的品种，这就为复杂结构的单件，小批量生产以及试制新产品提供了极大的便利，特别是普通机床很难加工或无法加工的精密复杂型面。
（4）有利于生产管理现代化   用数控机床加工零件，能准确地计算零件的加工工时，并有效地简化了检验和工夹具、半成品的管理工作，这些都有利于使生产管理现代化。 
（5）减轻劳动强度,改善劳动条件   操作者不需繁重而又重复的手工操作，劳动强度和紧张程度大大改善，另外工作环境整洁，劳动条件也相应改善。
（6）成本高   数控加工不仅初始投入资金大（数控设备及计算机系统），而且复杂零件的编程工作量也大，从而增加了它的生产成本。
　　2.数控加工的应用
从数控加工的一系列特点可以看出，数控加工有一般机械加工所不具备的许多优点，所以其应用范围也在不断地扩大。他特别适合加工多品种、中小批量以及结构形状复杂、加工精度要求高的零件；特别是加工需频繁变化的模具零件，越来越多地倚重于数控加工技术。数控加工目前它并不能完全代替普通机床，也还不能以最经济的方式解决机械加工中的所有问题。 
　　3.数控加工技术的发展
　　数控加工技术是综合运用了微电子、计算机、自动控制、自动检测和精密机械等多学科的最新技术成果而发展起来的，它的诞生和发展标志着机械制造业进人
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