机械工程的博客

What Is CNC Machining? 工作原理、功能 & More

What Is CNC Machining? 工作原理、功能 & More

In short, 数控加工是一种BTE365真正的网站方法,在制造过程中编写代码控制机械. 代码决定一切,从运动的切削头和零件主轴速度, RPMs, etc.

CNC machining services 使用减法制造方法. 这意味着材料在生产过程中被移除, 这是增材制造的反面, e.g. 3D printing.

Background

CNC stands for 电脑数值控制. 向当前状态的演变始于NC或 numerical control only.

第一批数控机床建于四五十年代. 这些机器在现有工具的基础上进行了一些修改.

电机根据输入的信息移动 punched tape. 这些代码是人工输入数据卡的.

在50年代,数控加工的第一步已经完成. 起初,麻省理工学院的计算机可以根据输入的信息生产穿孔纸带. In one instance, 这将生产卡片的时间从8小时减少到铣削作业的15分钟.



数控机床的历史- NC和CNC
数控机床的历史- NC和CNC


这种节省时间的能力导致了更多的R&D work in the field. 很快,第一个数控加工编程语言出现了. 随着时间的推移,很大程度上由于计算机价格的下降,CNC取代了NC的统治地位.

How Do CNC Machines Work?

现代的数控机床是完全自动化的. 他们所需要的只是带有切割轨迹和工具说明的数字文件.

设计或加工过程需要许多工具来生产某个零件. 机械师可以建立与物理机器交互的数字工具库. 这种机器可以根据数字指令自动切换刀具, 让他们成为制造业的主力.

数控加工过程从设计零件开始 CAD software. 3D模型决定了最终零件的必要尺寸和属性.

其中一些程序被引入 CAD-CAM packages,因此流可以在相同的程序中继续. 否则,CAD模型被送入指定的CAM软件. 如果CAD和CAM都来自同一产品系列,则不需要翻译文件. 否则需要导入CAD文件.

CAM(计算机辅助制造) 软件为整个制造过程准备模型. 首先,它检查模型中的错误. 然后创建一个CNC程序来加工实体零件.

The program is, in essence, 在制造过程中指导切割头的一组坐标.

第三步是选择正确的参数. 这些包括切割速度,电压,转速等. 这种配置取决于零件的几何形状以及可用的机械和工具.

最后,由软件决定嵌套. 套料是指零件相对于原材料的方向和位置. 目的是最大化材料的使用.

所有这些信息都被转换成机器能够理解的代码——m码和g码.

G-Code vs M-Code

CNC Coding  Explained
CNC Coding Explained

一个常见的误解是g代码是运行加工操作所需要的全部. 然而,这是不正确的,因为代码可以被分成上面提到的两个代码.

G-code指的是一种用来告诉机器如何移动的语言. Basically, it is the geometric code. g码决定了切割头的运动和速度.

指令被送入机器控制器,它只是一台工业计算机. 反过来,这又决定了电机应该如何运动. 而电机,当然,决定了要遵循的路径.

另一方面,m代码提供了g代码忽略的所有信息. 这就是为什么它被称为 机器代码或杂项代码.

M-code的指令包括冷却剂的使用、刀具更换、程序停止等信息. 

所以两者同等重要,但并不相同.

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What Is CNC Machining?

所以,BTE365真正的网站现在知道了数控机床是如何工作的. 但并不是所有这些机器都用于数控加工.

稍后BTE365真正的网站将详细介绍所有不同类型的数控机床. But in a traditional sense,数控加工仅指这些自动化过程中的一小部分. Namely 铣削、车削、磨削、布线、钻孔等.

Milling

数控铣床在行动

这是一个刀具旋转的操作. When the milling tool 当接触到工件时,它会从工件上取下碎屑.

铣操作包括:

  • End milling
  • Chamfer milling
  • Face milling
  • 钻孔、镗孔、攻丝等.

这是一种非常通用的制造方法 accuracy and tolerances. 铣削适用于多种材料,也非常快速. 能够制造各种复杂零件是一个巨大的优势.

缺点包括大量的浪费, 需要多种工装和成本较高的设备.

Turning

CNC turning machine

虽然这两种加工通常被称为CNC加工, 车削和铣削有明显的区别. 车削几乎是铣削的反面. 这意味着,代替刀具,工件是旋转的.

CNC turning 通常用于生产轴,例如. 这个工具被放在旋转的工件上切割金属块,称为切屑或铁屑. 实现高精度的适合 极限与拟合系统的类型 is possible.

车削可用于圆柱体的外部或内部. 后一种操作称为无聊操作.

Grinding

数控磨床使用旋转砂轮去除材料. 目的是给金属零件以高精度的光洁度.

可达到的表面质量非常高. Therefore, 它被用作整理工序,而不是用原材料制作成品.

Routing

数控路由器看起来很像 CNC milling machines. 这里旋转的部分也是切割头. 主要的区别在于适合切割的材料.

路由器是一个完美的适合切割较软的材料(不是金属),不需要非常高的精度. 原因是它的输出功率较小.

与此同时,路由器速度更快. 因此,他们能够在更短的时间内生产零件.

Drilling

铣削设备也可以制造孔,而钻头只能用于这种工作.

The difference? 而铣刀在切削头周围使用切削刃, 钻头用工具的尖端钻出一个孔.

数控钻床通常用于自动化这项工作, 提供更好的精度和更经济的解决方案.

Types of CNC Machines

如前所述,数控机床并不局限于传统意义上的数控加工设备.

CNC被广泛用于自动化各种不同的制造方法. These include:

  • Laser cutters
  • Plasma cutters
  • Waterjet cutters
  • Flame cutters
  • Press brakes
  • Milling machines
  • Turning machines
  • Routers
  • 电火花机等.

所有这些操作都得益于自动化因素. 这减少了最终质量中的人为因素, 提高过程的可重复性和准确性.

上述关于数控机床工作原理的描述适用于所有这些方法. When turning to a laser cutting service 例如,应用相同的逻辑—切割路径是自动生成的.

这个过程和其他许多过程一样, however, 不需要一些额外的信息,如工具的更改. 因为同一切割头适用于整个过程.

数控加工能做什么?

从表面上看,数控加工没有局限性. 它适用于广泛的材料,包括 different types of metal、塑料、泡沫、复合材料和木材.

三轴铣床能够生产大多数较基本的几何形状. 对于更复杂的零件,可以使用多轴铣削中心.

数控加工功能
数控加工功能

例如,一个五轴数控铣削中心可以帮助. 而更常见的三轴式有3个运动线性轴, 五轴机床还可以旋转切割头和机床床.

这大大提高了灵活性,但也增加了成本. 尽管数控机床要快得多,但手工加工在工业上仍有一席之地. 特别是对于容量 rapid prototyping.

但在要求高精度的领域,数控加工仍然盛行. 这就是为什么这么多行业都利用它的原因,包括:

  • Aerospace
  • Electrical
  • Defence
  • Mining
  • Industrial machinery
  • Food & beverage
  • Clothing
  • Automotive
  • Product design, etc.

All in all, 数控加工作为一种可靠和有用的制造零件的方式,巩固了它在制造业中的地位. At the same time, CNC machining cost 可能经常比其他制造方法高一点.

机器本身价格高,操作困难, posing some dangers. Thus, 最好的你得到机加工零件是转向一个公司谁有必要的专业知识,以确保一流的质量.

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