1948 年,美國帕森斯公司受美國空托,開展飛機(jī)螺旋槳葉片輪廓樣板加工設(shè)備的研制工作。鑒于樣板形狀復(fù)雜多樣且精度要求極高,常規(guī)加工設(shè)備難以滿足需求,遂提出計(jì)算機(jī)控制機(jī)床的構(gòu)想。1949 年,該公司在麻省理工學(xué)院伺服機(jī)構(gòu)研究室的協(xié)助下,正式開啟數(shù)控機(jī)床的研究征程,并于 1952 年成功試制出世界上臺由大型立式仿形銑床改裝而成的三坐標(biāo)數(shù)控銑床,這一成果標(biāo)志著機(jī)床數(shù)控時(shí)代的正式來臨。早期的數(shù)控裝置采用電子管元件,不僅體積龐大,而且價(jià)格高昂,在航空工業(yè)等少數(shù)對加工精度有特殊需求的領(lǐng)域用于加工復(fù)雜型面零件。1959 年,晶體管元件和印刷電路板的出現(xiàn),推動(dòng)數(shù)控裝置進(jìn)入第二代,體積得以縮小,成本有所降低。1960 年后,較為簡易且經(jīng)濟(jì)的點(diǎn)位控制數(shù)控鉆床以及直線控制數(shù)控銑床發(fā)展迅速,促使數(shù)控機(jī)床在機(jī)械制造業(yè)各部門逐步得到推廣。臥式加工中心的托盤交換系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)工件的連續(xù)加工。惠州車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床定制
數(shù)控機(jī)床的可控軸數(shù)是指機(jī)床數(shù)控裝置能夠控制的坐標(biāo)軸數(shù)量,常見的有三軸(X、Y、Z)、四軸(在三軸基礎(chǔ)上增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,如 A 軸)、五軸(除 X、Y、Z 軸外,同時(shí)控制兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸,如 A、B 軸或 A、C 軸等)等??煽剌S數(shù)越多,機(jī)床能夠加工的零件形狀越復(fù)雜。聯(lián)動(dòng)軸數(shù)則是指能夠同時(shí)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng),以完成特定加工任務(wù)的坐標(biāo)軸數(shù)量。例如,三軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床可以加工平面曲線輪廓,通過 X、Y、Z 軸的協(xié)同運(yùn)動(dòng),實(shí)現(xiàn)刀具在平面內(nèi)的任意軌跡運(yùn)動(dòng)。四軸聯(lián)動(dòng)能在三軸聯(lián)動(dòng)的基礎(chǔ)上,增加一個(gè)旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng),適合加工箱體類零件,可在零件的側(cè)面或者圓柱體的曲面鉆孔等。五軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控機(jī)床應(yīng)用更為,刀具可以被定在空間的任意方向,能夠加工出各種復(fù)雜的曲面,如航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、葉輪等具有復(fù)雜空間曲面的零件,只有通過五軸聯(lián)動(dòng)加工中心才能實(shí)現(xiàn)高精度加工 。珠海數(shù)控機(jī)床源頭廠家數(shù)控激光切割機(jī)切縫窄、熱影響區(qū)小,適合不銹鋼等材料加工。
在數(shù)控編程中,坐標(biāo)系統(tǒng)的正確使用至關(guān)重要。數(shù)控機(jī)床常用的坐標(biāo)系統(tǒng)有機(jī)床坐標(biāo)系和工件坐標(biāo)系。機(jī)床坐標(biāo)系是機(jī)床固有的坐標(biāo)系,其原點(diǎn)稱為機(jī)床原點(diǎn)或機(jī)床零點(diǎn),在機(jī)床制造調(diào)整后便被確定下來,是固定不變的。工件坐標(biāo)系則是編程人員根據(jù)零件的加工要求自行設(shè)定的坐標(biāo)系,其原點(diǎn)稱為工件原點(diǎn)。工件原點(diǎn)的選擇應(yīng)遵循便于編程、尺寸換算簡單、能減少加工誤差等原則,一般選取零件的設(shè)計(jì)基準(zhǔn)點(diǎn)或?qū)ΨQ中心等位置作為工件原點(diǎn)。為確定工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的位置,需要進(jìn)行對刀操作。對刀點(diǎn)是零件程序加工的起始點(diǎn),對刀的目的就是確定工件原點(diǎn)在機(jī)床坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值。對刀點(diǎn)可以與工件原點(diǎn)重合,也可以在便于對刀的其他位置,但該點(diǎn)與工件原點(diǎn)之間必須有明確的坐標(biāo)聯(lián)系。例如,在數(shù)控車床上加工軸類零件時(shí),通常將工件的右端面中心設(shè)為工件原點(diǎn),通過對刀操作測量出該工件原點(diǎn)相對于機(jī)床坐標(biāo)系原點(diǎn)的坐標(biāo)值,然后將這些值輸入到數(shù)控系統(tǒng)中,建立起工件坐標(biāo)系,這樣在后續(xù)編程和加工過程中,就可以按照工件坐標(biāo)系中的坐標(biāo)值來控制刀具的運(yùn)動(dòng) 。
數(shù)控編程是數(shù)控機(jī)床加工的關(guān)鍵環(huán)節(jié),通過編寫程序來控制機(jī)床的運(yùn)動(dòng)和加工過程。在數(shù)控編程中,G 代碼和 M 代碼是常用的指令代碼。G 代碼主要用于控制機(jī)床坐標(biāo)軸的運(yùn)動(dòng)軌跡、插補(bǔ)方式、坐標(biāo)系統(tǒng)設(shè)定等。例如,G00 指令表示快速定位,使刀具以快速度移動(dòng)到指定位置;G01 指令用于直線插補(bǔ),刀具以設(shè)定的進(jìn)給速度沿直線移動(dòng)到目標(biāo)點(diǎn);G02 和 G03 分別表示順時(shí)針和逆時(shí)針圓弧插補(bǔ),可加工出各種圓弧輪廓。M 代碼主要用于控制機(jī)床的輔助功能,如 M03 表示主軸正轉(zhuǎn),M05 表示主軸停止,M08 表示切削液開,M09 表示切削液關(guān)等。編程人員需要熟練掌握這些 G 代碼和 M 代碼的功能和使用方法,根據(jù)零件的加工要求編寫準(zhǔn)確、高效的數(shù)控程序。例如,在編寫一個(gè)簡單的銑削零件的程序時(shí),需要使用 G 代碼規(guī)劃刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡,從起始位置快速定位到加工起點(diǎn),然后通過直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)指令加工出零件的輪廓,同時(shí)使用 M 代碼控制主軸的啟停、切削液的開關(guān)等輔助功能 。精密數(shù)控機(jī)床定位精度達(dá)微米級,滿足電子元件等高精度零件需求。
在航空航天領(lǐng)域,數(shù)控機(jī)床發(fā)揮著舉足輕重的作用。航空航天產(chǎn)品對零件的精度、質(zhì)量和可靠性要求極高,而數(shù)控機(jī)床的高精度和高穩(wěn)定性恰好滿足了這些需求。例如,航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的部件,其內(nèi)部的葉片形狀復(fù)雜,精度要求極高。使用數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工,能夠精確控制葉片的曲面輪廓,保證葉片的氣動(dòng)性能,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的效率和可靠性。在飛機(jī)機(jī)身結(jié)構(gòu)件的加工方面,數(shù)控機(jī)床可加工出大型、復(fù)雜的鋁合金框架和蒙皮零件,通過精確的定位和加工,確保機(jī)身結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和輕量化要求。此外,航空航天領(lǐng)域的零件多為小批量、多品種生產(chǎn),數(shù)控機(jī)床的柔性加工特點(diǎn)使其能夠快速適應(yīng)不同零件的加工需求,縮短產(chǎn)品的研制周期。像一些新型飛機(jī)的研發(fā)過程中,數(shù)控機(jī)床可根據(jù)設(shè)計(jì)的不斷改進(jìn),迅速調(diào)整加工工藝和程序,高效地生產(chǎn)出各種試驗(yàn)用零件,為飛機(jī)的順利研制提供有力支持 。激光數(shù)控機(jī)床利用激光束切割或焊接,適合薄板精密加工。中山五軸數(shù)控機(jī)床
五軸聯(lián)動(dòng)加工的刀具軌跡優(yōu)化,減少空行程提高加工效率。惠州車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床定制
主軸部件是數(shù)控機(jī)床實(shí)現(xiàn)切削加工的部件,主要由主軸、主軸電機(jī)、主軸軸承、傳動(dòng)裝置等組成。主軸的作用是帶動(dòng)刀具或工件旋轉(zhuǎn),實(shí)現(xiàn)切削運(yùn)動(dòng)。主軸電機(jī)為 spindle 提供動(dòng)力,現(xiàn)代數(shù)控機(jī)床多采用交流伺服電機(jī),具有調(diào)速范圍廣、輸出功率大、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。主軸軸承的性能直接影響主軸的旋轉(zhuǎn)精度和剛度,常用的軸承類型有滾動(dòng)軸承和靜壓軸承。滾動(dòng)軸承具有摩擦系數(shù)小、安裝方便的特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于各種數(shù)控機(jī)床;靜壓軸承則通過壓力油膜支撐主軸,具有極高的旋轉(zhuǎn)精度和剛度,適用于高精度加工機(jī)床。主軸傳動(dòng)裝置用于將主軸電機(jī)的動(dòng)力傳遞給主軸,常見的傳動(dòng)方式有齒輪傳動(dòng)、帶傳動(dòng)和直接傳動(dòng)。齒輪傳動(dòng)可實(shí)現(xiàn)較大的傳動(dòng)比和扭矩傳遞,適用于大切削量加工;帶傳動(dòng)具有結(jié)構(gòu)簡單、噪聲低的優(yōu)點(diǎn),常用于小型數(shù)控機(jī)床;直接傳動(dòng)則將主軸電機(jī)與主軸直接連接,傳動(dòng)效率高,運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),適用于高速加工中心。惠州車銑復(fù)合數(shù)控機(jī)床定制