CNC或计算机数字控制它本身是无用的。如果没有硬件来执行命令,CNC只不过是存储在驱动器上的矢量数组。然而,一旦CNC与机器操作结合,制造的可能性实际上是无限的!

数控是什么?

计算机数控到底是什么?从本质上讲,它是指计算机为机器用于删除或添加材料的所有路径、几何图形、图案和工具生成代码。CNC是一种强大的数控技术,或称“NC”。NC需要一个程序员来计算出创建最终产品的刀具路径。NC和CNC操作与笛卡尔坐标编程,这意味着他们创建的工具路径使用的X, Y,和Z位置使用什么是众所周知的刀位点

CNC和NC都是应用,不应与操作混淆。操作包括铣削和车削,而应用程序决定了这些操作的执行方式。

数控铣削金属零件

与CNC相关的最常见的操作是,即使用旋压工具将材料从固定零件上移除的过程——例如,在轴上制作扳手平面。数控铣首先,计算机从CAD模型中生成刀具路径,确定要删除的材料、要避免的材料以及任何刀具更改(如果适用)。计算机生成的g代码告诉机器的头部在哪里移动,以及如何沿着X、Y和Z平面线性移动。根据需要的功能和设置的数量,数控铣削可以是一个相当耗时的过程。

三轴数控机床和五轴数控机床

上面的铣削过程描述了一个三轴数控铣削过程,但技术的进步已经创造了五轴数控机器.这些机器不仅可以沿X、Y、Z平面线性移动,还可以绕A、B、C轴旋转。这一额外的运动范围使更有效的运行时间,创建更复杂的部件,并可以执行简单的设置操作,不能由人类的手。如果零件需要平面或一系列盲孔,数控铣削就是最好的选择!

在车床上加工的金属零件

61beplay体育 与铣削不同,因为它只使用两个平面:X和Z。X指示沿着零件的位置(通常从左到右),Z连接到旋转中心的距离。因为这个操作的高度是一个常量,所以对y轴移动没有控制。当零件需要绝对同心度时使用车削。工作台和椅子的腿,不同直径的轴和滚子通常是通过车床加工的。

当零件在铣削操作是固定的,当车削时,零件被放置在卡盘虎钳中,因此它旋转,而模具保持固定。G-code告诉卡盘旋转的速度,并告诉模具侧向移动的位置以及在旋转过程中切割材料的深度。

当转动像外部螺纹这样的图形时,获得正确的g代码是特别关键的。线程需要绝对精确的时间和深度,以实现完美的,可重复的结果。

激光和水射流切割

激光切割机

如果一个几何图形只基于X和Y平面,激光或水射流成为操作的选择-假设材料只有12英寸厚或更少,如果你使用水射流。对于这些机器,控制代码是由一个称为嵌套的过程生成的,在这个过程中,零件几何形状被放置到一个2D软件中,以最大的覆盖范围和最小的报废。

CNC生成切割线以及如何在它们之间移动。一旦材料厚度被提供给机器,头的路径遵循给定的坐标。CNC程序也会在切割零件的不同部分时启动或关闭头部。

射流切割是快速和经济的,但有一些缺点。对于激光射流,如果切口足够大,它可能会由于激光的热量或材料中的缺陷而弯曲。与此同时,水射流有一个所谓的“裂缝”,这意味着水在失去压力并沿着裂缝底部形成一个斜面之前只能渗透到一定深度。这会造成粗糙的边缘处理,需要后期处理来清理。

显示激光切割中什么是切缝的图表
来源:cmu.edu

如果水射流有一个“倾斜的头”,那么大部分的切口可以去除,但它不能消除粗糙的表面切割。水射流和激光射流只能在2D环境下工作,就像拼图或通孔图案一样。如果一个零件的几何形状只是在X和Y平面上,并且精确的完成不是一个要求,那么使用激光或水射流是一个伟大的选择,以爆炸零件超快!

电火花加工

电火花加工或电火花加工,是一种不太常见的制造方法,因为机器有相对较高的前期成本和运营成本。当需要铣削或喷射无法达到超高精度配合时,可以使用电火花加工。它利用被加工成特定形状的电极,慢慢地腐蚀或“火花”掉几微米的材料。想象一个完整的拼图,几乎不可能看到每一块之间的线。

电火花加工

电极材料多种多样;铜、黄铜、钨合金和石墨是最常见的。这增加了额外的生产时间,因为电极需要加工开始或新的电极一旦磨损。

每个电极都有自己独特的特性,这取决于工作或预算。黄铜和低成本合金更便宜,也更容易加工,但会很快磨损,导电性更低。钨(及其合金)具有优异的导电性和显著的抗腐蚀性,使其成为长期使用的理想选择。

数控机床是通过在X和Z平面定位电极,然后在Y平面快速升降,并告诉机器开启或关闭电荷。运动所需的精度和复杂的刀具路径将被证明是难以手工完成的。

3 d打印技术

CNC的另一个用途是与熔融沉积建模(FDM) 3D打印机。请注意,这种制造方法与其他方法不同,因为它是一种加法制造方法,而不是本文其他地方的减法制造方法。它通过添加材料来制造零件,而不是从工件上切割材料,大大减少了过程中的浪费。

3 d印刷机器

FDM打印机利用g-code告诉打印喷嘴的确切位置,以及如何到达那里。此外,3D打印需要在代码中引入一个额外的变量,flow。根据软件设定的速度,流程代码必须告诉电机灯丝伸出或缩回的距离。

CNC的应用是无止境的

从根本上说,CNC对每台机器都做同样的事情——控制工具的输出,并告诉它去哪里以及如何去那里。鉴于该技术的灵活性和能力,CNC的创新用途一直在不断被发现。近年来,CNC已经实现了园艺机器人、自动化3D扫描、新建筑技术和自动化仓库操作!

从简单的二维图形到超复杂的加工部件,一切都可以用CNC来制作。如果有一个行动点遵循路径,几何形状,或图案,数控是在那里加快过程。

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