?數(shù)控機床零件加工是一種基于數(shù)字控制技術(shù)的自動化加工方法，其基本原理如下：
數(shù)控程序編制
零件圖紙分析：首先，需要對零件的圖紙進行詳細分析，包括零件的形狀、尺寸、精度要求、材料特性等。例如，對于一個復雜的航空發(fā)動機葉片零件，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、進給量、切削深度）等。以加工一個軸類零件為例，可能先進行粗車去除大部分余量，再進行精車達到尺寸精度要求，最后進行磨削提高表面質(zhì)量。
數(shù)控編程：將加工工藝轉(zhuǎn)化為數(shù)控程序，通過特定的編程語言（如 G 代碼和 M 代碼）來描述刀具的運動軌跡和加工操作。編程人員使用數(shù)控編程軟件或手動編寫程序，告訴數(shù)控機床如何加工零件。例如，使用 G01 代碼表示直線插補運動，通過指定坐標點來控制刀具沿著直線軌跡進行切削。
數(shù)控系統(tǒng)工作原理
輸入設備：數(shù)控程序可以通過多種方式輸入到數(shù)控機床的數(shù)控系統(tǒng)中。常見的輸入方式包括使用 U 盤、網(wǎng)絡傳輸、手動鍵盤輸入等。數(shù)控系統(tǒng)接收到程序后，會將其存儲在內(nèi)部存儲器中，等待后續(xù)處理。
數(shù)據(jù)處理：數(shù)控系統(tǒng)對輸入的數(shù)控程序進行解碼和運算處理。它會解析程序中的指令代碼，將其轉(zhuǎn)化為控制機床各坐標軸運動的信號和控制刀具動作的指令。同時，根據(jù)零件的幾何形狀和加工要求，計算出刀具在每個加工步驟中的精確位置和運動速度。例如，在加工一個復雜的三維曲面時，數(shù)控系統(tǒng)會根據(jù)曲面的數(shù)學模型和編程設定的精度要求，計算出刀具在曲面上各個點的坐標和運動路徑。
插補運算：在數(shù)控加工中，刀具的理想運動軌跡通常是由直線、圓弧等基本幾何元素組成的復雜曲線。插補運算就是在已知刀具起點和終點位置的基礎上，通過數(shù)控系統(tǒng)的算法，在起點和終點之間插入一系列中間點，使刀具沿著這些中間點的連線運動，從而逼近理想的曲線軌跡。常見的插補方式有直線插補和圓弧插補。例如，當加工一個圓形零件時，數(shù)控系統(tǒng)通過圓弧插補運算，控制刀具以均勻的速度沿著圓周運動。
機床執(zhí)行機構(gòu)工作原理
坐標軸驅(qū)動系統(tǒng)：數(shù)控機床一般有多個坐標軸（如 X、Y、Z 軸等），每個坐標軸都配備有獨立的驅(qū)動系統(tǒng)。驅(qū)動系統(tǒng)通常由電機（如伺服電機或步進電機）、減速器、滾珠絲杠或直線電機等組成。數(shù)控系統(tǒng)發(fā)出的運動信號驅(qū)動電機旋轉(zhuǎn)，電機通過減速器和滾珠絲杠（或直線電機直接驅(qū)動）將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為機床工作臺或刀具的直線運動，從而實現(xiàn)刀具在各個坐標軸方向上的精確位置控制。例如，在銑削加工中，X、Y 軸的運動可以控制刀具在平面內(nèi)的位置，Z 軸的運動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、夾緊和自動換刀裝置（如果機床具備此功能）。刀具安裝在機床的主軸或刀架上，通過主軸的旋轉(zhuǎn)為刀具提供切削動力。自動換刀裝置可以根據(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，在加工一個具有多種特征的零件時，可能需要先用鉆頭進行鉆孔，再用銑刀進行平面銑削和輪廓銑削，自動換刀裝置可以高效地完成刀具的切換。
反饋系統(tǒng)：為了確保機床的加工精度，數(shù)控機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，安裝在機床的坐標軸上。位置傳感器實時檢測機床工作臺或刀具的實際位置，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行比較，當發(fā)現(xiàn)偏差時，會及時調(diào)整電機的驅(qū)動信號，糾正刀具的運動軌跡，使實際加工位置與編程設定的位置保持一致。這種閉環(huán)控制方式能夠有效地提高機床的加工精度和穩(wěn)定性。