1948 年,美國帕森斯公司受美國空托,開展飛機螺旋槳葉片輪廓樣板加工設備的研制工作。鑒于樣板形狀復雜多樣且精度要求極高,常規加工設備難以滿足需求,遂提出計算機控制機床的構想。1949 年,該公司在麻省理工學院伺服機構研究室的協助下,正式開啟數控機床的研究征程,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數控銑床,這一成果標志著機床數控時代的正式來臨。早期的數控裝置采用電子管元件,不僅體積龐大,而且價格高昂,在航空工業等少數對加工精度有特殊需求的領域用于加工復雜型面零件。1959 年,晶體管元件和印刷電路板的出現,推動數控裝置進入第二代,體積得以縮小,成本有所降低。1960 年后,較為簡易且經濟的點位控制數控鉆床以及直線控制數控銑床發展迅速,促使數控機床在機械制造業各部門逐步得到推廣。臥式加工中心的托盤交換系統,實現工件的連續加工?;葜蒈囥姀秃蠑悼貦C床定制
數控機床的可控軸數是指機床數控裝置能夠控制的坐標軸數量,常見的有三軸(X、Y、Z)、四軸(在三軸基礎上增加一個旋轉軸,如 A 軸)、五軸(除 X、Y、Z 軸外,同時控制兩個旋轉軸,如 A、B 軸或 A、C 軸等)等。可控軸數越多,機床能夠加工的零件形狀越復雜。聯動軸數則是指能夠同時協調運動,以完成特定加工任務的坐標軸數量。例如,三軸聯動的數控機床可以加工平面曲線輪廓,通過 X、Y、Z 軸的協同運動,實現刀具在平面內的任意軌跡運動。四軸聯動能在三軸聯動的基礎上,增加一個旋轉軸的運動,適合加工箱體類零件,可在零件的側面或者圓柱體的曲面鉆孔等。五軸聯動的數控機床應用更為,刀具可以被定在空間的任意方向,能夠加工出各種復雜的曲面,如航空發動機葉片、葉輪等具有復雜空間曲面的零件,只有通過五軸聯動加工中心才能實現高精度加工 。珠海數控機床源頭廠家數控激光切割機切縫窄、熱影響區小,適合不銹鋼等材料加工。
在數控編程中,坐標系統的正確使用至關重要。數控機床常用的坐標系統有機床坐標系和工件坐標系。機床坐標系是機床固有的坐標系,其原點稱為機床原點或機床零點,在機床制造調整后便被確定下來,是固定不變的。工件坐標系則是編程人員根據零件的加工要求自行設定的坐標系,其原點稱為工件原點。工件原點的選擇應遵循便于編程、尺寸換算簡單、能減少加工誤差等原則,一般選取零件的設計基準點或對稱中心等位置作為工件原點。為確定工件原點在機床坐標系中的位置,需要進行對刀操作。對刀點是零件程序加工的起始點,對刀的目的就是確定工件原點在機床坐標系中的坐標值。對刀點可以與工件原點重合,也可以在便于對刀的其他位置,但該點與工件原點之間必須有明確的坐標聯系。例如,在數控車床上加工軸類零件時,通常將工件的右端面中心設為工件原點,通過對刀操作測量出該工件原點相對于機床坐標系原點的坐標值,然后將這些值輸入到數控系統中,建立起工件坐標系,這樣在后續編程和加工過程中,就可以按照工件坐標系中的坐標值來控制刀具的運動 。
數控編程是數控機床加工的關鍵環節,通過編寫程序來控制機床的運動和加工過程。在數控編程中,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床坐標軸的運動軌跡、插補方式、坐標系統設定等。例如,G00 指令表示快速定位,使刀具以快速度移動到指定位置;G01 指令用于直線插補,刀具以設定的進給速度沿直線移動到目標點;G02 和 G03 分別表示順時針和逆時針圓弧插補,可加工出各種圓弧輪廓。M 代碼主要用于控制機床的輔助功能,如 M03 表示主軸正轉,M05 表示主軸停止,M08 表示切削液開,M09 表示切削液關等。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,根據零件的加工要求編寫準確、高效的數控程序。例如,在編寫一個簡單的銑削零件的程序時,需要使用 G 代碼規劃刀具的運動軌跡,從起始位置快速定位到加工起點,然后通過直線插補和圓弧插補指令加工出零件的輪廓,同時使用 M 代碼控制主軸的啟停、切削液的開關等輔助功能 。精密數控機床定位精度達微米級,滿足電子元件等高精度零件需求。
在航空航天領域,數控機床發揮著舉足輕重的作用。航空航天產品對零件的精度、質量和可靠性要求極高,而數控機床的高精度和高穩定性恰好滿足了這些需求。例如,航空發動機作為飛機的部件,其內部的葉片形狀復雜,精度要求極高。使用數控機床進行加工,能夠精確控制葉片的曲面輪廓,保證葉片的氣動性能,提高發動機的效率和可靠性。在飛機機身結構件的加工方面,數控機床可加工出大型、復雜的鋁合金框架和蒙皮零件,通過精確的定位和加工,確保機身結構的強度和輕量化要求。此外,航空航天領域的零件多為小批量、多品種生產,數控機床的柔性加工特點使其能夠快速適應不同零件的加工需求,縮短產品的研制周期。像一些新型飛機的研發過程中,數控機床可根據設計的不斷改進,迅速調整加工工藝和程序,高效地生產出各種試驗用零件,為飛機的順利研制提供有力支持 。激光數控機床利用激光束切割或焊接,適合薄板精密加工。中山五軸數控機床
五軸聯動加工的刀具軌跡優化,減少空行程提高加工效率?;葜蒈囥姀秃蠑悼貦C床定制
主軸部件是數控機床實現切削加工的部件,主要由主軸、主軸電機、主軸軸承、傳動裝置等組成。主軸的作用是帶動刀具或工件旋轉,實現切削運動。主軸電機為 spindle 提供動力,現代數控機床多采用交流伺服電機,具有調速范圍廣、輸出功率大、響應速度快等優點。主軸軸承的性能直接影響主軸的旋轉精度和剛度,常用的軸承類型有滾動軸承和靜壓軸承。滾動軸承具有摩擦系數小、安裝方便的特點,廣泛應用于各種數控機床;靜壓軸承則通過壓力油膜支撐主軸,具有極高的旋轉精度和剛度,適用于高精度加工機床。主軸傳動裝置用于將主軸電機的動力傳遞給主軸,常見的傳動方式有齒輪傳動、帶傳動和直接傳動。齒輪傳動可實現較大的傳動比和扭矩傳遞,適用于大切削量加工;帶傳動具有結構簡單、噪聲低的優點,常用于小型數控機床;直接傳動則將主軸電機與主軸直接連接,傳動效率高,運動平穩,適用于高速加工中心?;葜蒈囥姀秃蠑悼貦C床定制