计算机数控，或称CNC，是制造业中最常见和最知名的自动化过程之一。数控机器帮助公司和个人使生产过程更容易检查和控制，同时减少人为错误。它们被用来铣削，车削，等离子切割，电火花加工、水射流切割、冲孔、钻孔、激光切割等。这篇文章将集中在数控铣削，一个主要的加工过程，并将向你提供一个术语，工作流程，和常见操作的介绍。
使用坐标系统和机器的位置
当您使用3D软件创建几何图形时，您在坐标系统中工作。然后3D软件将输出一个g代码程序，告诉你的数控机床做什么和移动到哪里。同样，数控机床使用坐标系统从G-code程序中读取3D信息，因此精确指定原点(0,0,0)并确保它与您的3D匹配是至关重要的计算机辅助设计软件(CAD)。
当机器完成一个操作和复位，它需要知道“家”的位置，以便下一个操作的尺寸和定位正确。大多数用于数控机床的几何图形被建模为“零件”，而CAD软件通常有一个单一的坐标系统。
然而，更新的CNC软件更加复杂，允许用户使用具有多个部件的组件，并分别为加工准备每一个部件。在这种情况下，您必须为计算机辅助制造(CAM)选择正确的坐标系统，这对于部件和总成来说可能是不同的。
数控机床通常有一个控制点定义为机床主轴的中心面，如图1所示。当z轴完全缩回，桌子移动到接近角落的极限(通常是左后)，然后这个位置定义了上面提到的坐标系统点“Home”。
除非另有说明，从机床主轴上看，工具顺时针旋转(见图2)。
立铣中心
对于铣削中心，三维坐标系的工作如图3所示。放置要加工的材料的工作台在X-Y平面上移动。z轴是垂直的，并与工具对齐。站在机器前面时，从左到右移动工作台为x轴，前后移动工作台为y轴。你可以使用右手法则来定位自己:你的食指和中指代表X轴(食指)和Y轴(中指)。然后，您的拇指指向z轴的方向，即工具的方向。)
工作坐标系
数控机床通过插入从操作的开始位置到结束位置，包括指定的中间点来计算每个操作的运动。数控机床通过在0,0,0点有一个原点来实现这一点，从这里它可以测量操作点的位置。
这一点也有助于确定库存材料的位置，并防止刀具在库存限制之外进行加工操作。如果你打算用同一个程序加工多个零件，你需要在加工后更换库存材料，并为下一个零件补充库存。如果你没有一致的0,0,0原点，你可能会以不同的方式切割库存材料，导致零件加工超出规格。
这也适用于不同的操作员在同一机器和程序上工作。例如，如果这个0,0,0被定义在库存部件之外，并导致数控代码上的大插值值，你将在程序中得到错误或精度下降。你曾经尝试过建模一个大的几何体吗CAD软件导致了错误和错误?同样的情况也适用于数控机床。
为了解决这个问题，数控机床使用与CAD类似的技术:称为“工作坐标系统”或WCS的局部坐标系统，可以为每个数控代码或程序定义。这些WCS是由CNC程序员选择的参考点，但不一定与CAD模型的0,0,0匹配。
通常，WCS的位置是在一个可以被识别的边缘或物理特征上。重要的是，点可以很容易地复制，允许机器返回到相同的位置，在一个紧公差，无论加工运动。
当你启动数控机床时，它不会告诉你坐标所在的位置——这就是“Home”位置的用处所在。通过按“home”按钮，操作人员重新启动并将所有三个轴移动到它们的极限-X， +Y， +Z，这将其移动到定义的home位置，通常是在桌子的左下角。这样你就有了下一步操作的参考点。
数控机床通常可以将每个轴定位在+/- .0002英寸的公差范围内，并通过闭环伺服机构实现这一精度。数控机床控制通过控制板向附在每个机床轴上的伺服电机发送运动信号。然后伺服电机旋转附在工作台上的滚珠丝杠并适当地移动它。轴的位置被连续测量，并与编程的位置和补偿反馈进行比较。
CAD / CAM过程
计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)是计算机辅助设计的重要组成部分数控加工的过程。一些CAD软件程序要么集成了CAM功能，要么提供插件连接到加工程序。beplay客户端下载使用3D建模，你可以创建几何体，运行模拟和预测误差，这将在真实的加工过程中花费金钱。通过实践，您可以模拟数控铣削来优化大量的加工工艺参数，包括加工时间、材料浪费，以及在更高级的水平上，刀具磨损、热效应、材料表征等。
对于初学者，这里是如何开始模拟你的3D设计:
CAD模型和CAM环境
当使用CAD时，您可以使用3D零件和组件，但您应该保持组织，并抑制对加工操作不必要的特征和部件，如o形环和其他商用现货零件(COTS)。至于软件的类型，如果你的公司已经有了偏好，那就坚持下去。如果没有，则选择的软件应满足以下两个要求:
- 您可以理解软件并轻松地使用它(如果您的工作允许，选择您已经熟悉的软件)
- 你的数控机床应该能够与那个软件沟通
如果你想为你已经拥有的数控机床购买新的软件，请确保软件包含正确的工具库，并要求你的供应商提供试用或示例程序，以确认你的数控可以理解CAD。
选择CAM软件
保费有很多不同的类型CAM软件在今天的市场，包括MasterCAM, Solid Edge CAM, Autodesk Fusion, Solidworks CAM, SolidCAM，和NX CAM等。每个项目的成本可能非常不同，有几个因素可以解释这种差异。
在做出选择之前，您应该问的第一个问题是:软件是否包含您计划使用的所有操作?因为较便宜的软件可能没有您的产品所需的操作。例如，Autodesk Fusion目前不包括EDM操作，但CAMWorks For Solid Edge有一个Wire EDM版本。
接下来，看看学习这个软件有多容易。这是Autodesk Fusion的亮点所在，因为它清晰、友好的用户界面。
第三个因素是上面讨论的刀具轨迹可视化和干涉检查;这些功能已经很普遍了，但也有一些免费程序缺乏这种功能。另外，免费的CAM程序通常有与CAD用户界面显著不同的界面，因此需要更多的时间来学习它们。
你也可以找到更实惠的高级软件的试用版和爱好者版本。然而，大多数试用版本只运行加工模拟和工具路径可视化-它们不会生成CNC代码，直到你支付了完整的版本。
数控坐标系统
现在你已经有了CAD/CAM软件并制作了一个3D模型，是时候设置你的参考了。选择您的WCS和Home位置。您还需要定义材料的形状和大小，但大多数现代程序都有工具自动完成这一操作。
数控程序
CAD/CAM程序包括不同加工操作的菜单，甚至还有增材制造操作。有了这些不同的加工过程，您就可以对一个加工操作进行模拟，对其他不同的加工过程进行模拟。这可以让您比较加工时间，材料浪费，必要的工具，和成本，以选择最佳工艺。
刀具和机床参数
大多数软件程序都带有工具库:一个默认的常用工具和参数列表。您可以(也应该)修改此列表，以添加新工具或自定义参数。
刀具轨迹
工具路径定义工具遵循的轨迹，它们应该被仔细考虑和验证。通过验证这些路径，可以优化加工工艺，防止刀柄与坯料碰撞。
发布过程刀位点
一旦你的模拟运行正常，然后是后处理，其中CAM软件转换模拟的刀具路径到CNC编程。这个CNC程序叫做刀位点，可由数控机床读取。
数控机床安装
一旦G-code被转移到数控机床，home位置和重启操作都被定义好了，工作台准备好了库存材料，工具安装好了，冷却剂准备好了，你的数控机床设置好了适当的位置，然后你就可以开始滚动了!
结论
这篇文章给你一个坚实的介绍数控铣削和凸轮，所以你可以选择你的凸轮软件，并开始模拟你的零件的生产。当需要真正制造它们的时候，Fictiv的免费DFM反馈和制造专家团队将在这里帮助您构建更好的CNC部件，更快。创建一个帐户上传你的部分，看看Fictiv能为你做什么!
