?數(shù)控機(jī)床零件加工是一種基于數(shù)字控制技術(shù)的自動(dòng)化加工方法，其基本原理如下：
數(shù)控程序編制
零件圖紙分析：首先，需要對(duì)零件的圖紙進(jìn)行詳細(xì)分析，包括零件的形狀、尺寸、精度要求、材料特性等。例如，對(duì)于一個(gè)復(fù)雜的航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片零件，要明確其曲面形狀、各部分的尺寸公差范圍以及表面粗糙度要求等關(guān)鍵信息。
加工工藝規(guī)劃：根據(jù)零件圖紙，確定合適的加工工藝。這包括選擇加工方法（如車削、銑削、鉆削等）、加工順序、刀具選擇以及切削參數(shù)（如切削速度、進(jìn)給量、切削深度）等。以加工一個(gè)軸類零件為例，可能先進(jìn)行粗車去除大部分余量，再進(jìn)行精車達(dá)到尺寸精度要求，最后進(jìn)行磨削提高表面質(zhì)量。
數(shù)控編程：將加工工藝轉(zhuǎn)化為數(shù)控程序，通過特定的編程語(yǔ)言（如 G 代碼和 M 代碼）來描述刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡和加工操作。編程人員使用數(shù)控編程軟件或手動(dòng)編寫程序，告訴數(shù)控機(jī)床如何加工零件。例如，使用 G01 代碼表示直線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)，通過指定坐標(biāo)點(diǎn)來控制刀具沿著直線軌跡進(jìn)行切削。
數(shù)控系統(tǒng)工作原理
輸入設(shè)備：數(shù)控程序可以通過多種方式輸入到數(shù)控機(jī)床的數(shù)控系統(tǒng)中。常見的輸入方式包括使用 U 盤、網(wǎng)絡(luò)傳輸、手動(dòng)鍵盤輸入等。數(shù)控系統(tǒng)接收到程序后，會(huì)將其存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中，等待后續(xù)處理。
數(shù)據(jù)處理：數(shù)控系統(tǒng)對(duì)輸入的數(shù)控程序進(jìn)行解碼和運(yùn)算處理。它會(huì)解析程序中的指令代碼，將其轉(zhuǎn)化為控制機(jī)床各坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)的信號(hào)和控制刀具動(dòng)作的指令。同時(shí)，根據(jù)零件的幾何形狀和加工要求，計(jì)算出刀具在每個(gè)加工步驟中的精確位置和運(yùn)動(dòng)速度。例如，在加工一個(gè)復(fù)雜的三維曲面時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)會(huì)根據(jù)曲面的數(shù)學(xué)模型和編程設(shè)定的精度要求，計(jì)算出刀具在曲面上各個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)和運(yùn)動(dòng)路徑。
插補(bǔ)運(yùn)算：在數(shù)控加工中，刀具的理想運(yùn)動(dòng)軌跡通常是由直線、圓弧等基本幾何元素組成的復(fù)雜曲線。插補(bǔ)運(yùn)算就是在已知刀具起點(diǎn)和終點(diǎn)位置的基礎(chǔ)上，通過數(shù)控系統(tǒng)的算法，在起點(diǎn)和終點(diǎn)之間插入一系列中間點(diǎn)，使刀具沿著這些中間點(diǎn)的連線運(yùn)動(dòng)，從而逼近理想的曲線軌跡。常見的插補(bǔ)方式有直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)。例如，當(dāng)加工一個(gè)圓形零件時(shí)，數(shù)控系統(tǒng)通過圓弧插補(bǔ)運(yùn)算，控制刀具以均勻的速度沿著圓周運(yùn)動(dòng)。
機(jī)床執(zhí)行機(jī)構(gòu)工作原理
坐標(biāo)軸驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：數(shù)控機(jī)床一般有多個(gè)坐標(biāo)軸（如 X、Y、Z 軸等），每個(gè)坐標(biāo)軸都配備有獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)通常由電機(jī)（如伺服電機(jī)或步進(jìn)電機(jī)）、減速器、滾珠絲杠或直線電機(jī)等組成。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的運(yùn)動(dòng)信號(hào)驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)，電機(jī)通過減速器和滾珠絲杠（或直線電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)）將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為機(jī)床工作臺(tái)或刀具的直線運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)刀具在各個(gè)坐標(biāo)軸方向上的精確位置控制。例如，在銑削加工中，X、Y 軸的運(yùn)動(dòng)可以控制刀具在平面內(nèi)的位置，Z 軸的運(yùn)動(dòng)則可以控制切削深度。
刀具系統(tǒng)：刀具系統(tǒng)包括刀具的安裝、夾緊和自動(dòng)換刀裝置（如果機(jī)床具備此功能）。刀具安裝在機(jī)床的主軸或刀架上，通過主軸的旋轉(zhuǎn)為刀具提供切削動(dòng)力。自動(dòng)換刀裝置可以根據(jù)數(shù)控程序的指令，在加工過程中自動(dòng)更換不同的刀具，以滿足零件不同部位的加工需求。例如，在加工一個(gè)具有多種特征的零件時(shí)，可能需要先用鉆頭進(jìn)行鉆孔，再用銑刀進(jìn)行平面銑削和輪廓銑削，自動(dòng)換刀裝置可以高效地完成刀具的切換。
反饋系統(tǒng)：為了確保機(jī)床的加工精度，數(shù)控機(jī)床還配備有反饋系統(tǒng)。反饋系統(tǒng)通常由位置傳感器（如光柵尺、編碼器等）組成，安裝在機(jī)床的坐標(biāo)軸上。位置傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)機(jī)床工作臺(tái)或刀具的實(shí)際位置，并將位置信息反饋給數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)將反饋位置與指令位置進(jìn)行比較，當(dāng)發(fā)現(xiàn)偏差時(shí)，會(huì)及時(shí)調(diào)整電機(jī)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，糾正刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡，使實(shí)際加工位置與編程設(shè)定的位置保持一致。這種閉環(huán)控制方式能夠有效地提高機(jī)床的加工精度和穩(wěn)定性。