数控设备及加工原理(数控加工设备简介)

数控设备及加工原理（数控加工设备简介）

一、数控设备概述

数控设备，即数控机床，是一种利用计算机程序控制加工过程的自动化机床。数控设备具有加工精度高、加工速度快、加工范围广、加工灵活性大等优点，广泛应用于航空航天、汽车制造、机械加工等领域。下面，我们就来详细介绍一下数控设备的型号、结构及工作原理。

1. 数控设备型号

（1）CNC（计算机数控）：CNC是一种传统的数控设备，它通过计算机编程实现对机床的控制。CNC设备具有较高的加工精度和加工速度，但操作复杂，对操作人员的要求较高。

（2）FMC（柔性制造单元）：FMC是在CNC基础上发展起来的新型数控设备，它将CNC机床与自动化设备相结合，实现加工过程的自动化。FMC设备具有较高的加工效率和生产柔性，适用于多品种、小批量生产。

（3）CIMS（计算机集成制造系统）：CIMS是一种高度集成的数控设备，它将CAD、CAM、CAPP等计算机辅助技术应用于加工过程中，实现设计、工艺、制造、管理的全面自动化。CIMS设备具有较高的加工精度和生产效率，适用于复杂、多品种、大批量生产。

2. 数控设备结构

（1）主机部分：主机部分包括床身、立柱、工作台等，是数控设备的基础结构。

（2）数控系统：数控系统是数控设备的控制核心，负责接收和处理编程指令，实现对机床的控制。

（3）伺服驱动系统：伺服驱动系统将数控系统的指令转化为机床的运动，包括进给伺服、主轴伺服等。

（4）检测系统：检测系统用于检测机床的运动状态和加工精度，确保加工过程的顺利进行。

3. 数控设备工作原理

（1）编程：编程人员根据加工要求，编写出相应的数控程序。

（2）输入：将数控程序输入数控系统。

（3）处理：数控系统对输入的程序进行处理，生成控制信号。

（4）输出：伺服驱动系统根据控制信号驱动机床运动，完成加工过程。

二、数控加工原理

数控加工原理主要包括以下几个方面：

1. 加工过程模拟：在编程阶段，通过模拟加工过程，确保加工路径的正确性和加工精度。

2. 加工参数优化：根据加工要求，优化加工参数，如切削速度、进给量等，提高加工效率。

3. 加工误差控制：通过误差补偿、误差修正等措施，控制加工误差，确保加工精度。

4. 切削力与切削温度控制：通过合理选择刀具、切削参数等，降低切削力与切削温度，提高加工质量。

5. 加工过程监控：实时监控加工过程，确保加工过程的安全、稳定。

三、案例分析

1. 案例一：某航空发动机叶片加工

问题：叶片加工过程中，加工精度不达标。

分析：经过分析，发现加工过程中，由于刀具磨损严重，导致加工精度下降。针对此问题，更换了新的刀具，并对机床进行了校准，确保了加工精度。

2. 案例二：某汽车发动机缸体加工

问题：缸体加工过程中，加工表面出现划痕。

分析：经过分析，发现加工过程中，由于加工速度过快，导致刀具与工件之间的摩擦力过大，产生了划痕。针对此问题，降低了加工速度，并优化了刀具参数，有效解决了划痕问题。

3. 案例三：某机械零件加工

问题：零件加工过程中，加工表面出现波纹。

分析：经过分析，发现加工过程中，由于刀具振动，导致加工表面出现波纹。针对此问题，对机床进行了振动分析，并对刀具进行了优化，有效解决了波纹问题。

4. 案例四：某航空航天零件加工

问题：零件加工过程中，加工表面出现裂纹。

分析：经过分析，发现加工过程中，由于切削温度过高，导致零件表面出现裂纹。针对此问题，优化了刀具参数，降低了切削温度，有效解决了裂纹问题。

5. 案例五：某复杂曲面零件加工

问题：复杂曲面零件加工过程中，加工精度不达标。

分析：经过分析，发现加工过程中，由于编程精度不足，导致加工精度不达标。针对此问题，优化了编程参数，并采用了高精度加工方法，确保了加工精度。

四、常见问题问答

1. 问答一：数控设备有哪些优点？

答：数控设备具有加工精度高、加工速度快、加工范围广、加工灵活性大等优点。

2. 问答二：数控设备的编程方法有哪些？

答：数控设备的编程方法主要有手工编程、自动编程、在线编程等。

3. 问答三：数控设备的加工精度如何保证？

答：数控设备的加工精度主要通过编程精度、刀具精度、机床精度、检测精度等方面保证。

4. 问答四：数控设备在航空航天领域的应用有哪些？

答：数控设备在航空航天领域主要用于飞机、发动机、导弹等零部件的加工。

5. 问答五：数控设备的维护与保养有哪些注意事项？

答：数控设备的维护与保养主要包括机床清洁、刀具更换、润滑保养、电气检查等方面。