介紹
在這篇文章中，基於以下基礎知識 數控加工，我們將介紹機械設計新手容易陷入的高性價比機械零件的要點。
讓我告訴你關於透過切割可以更便宜地做事的部分。當您想到機械加工時，您可能會想到工業產品中所有粗糙的無機零件，但實際上，您實際上可以創建各種形狀，例如扭曲曲面。
這次，我們將介紹各種“奇妙的形狀”，同時介紹利用當前電腦控制進行切割實現複雜形狀的過程。
什麼是NC加工？
雖然已經多次提到，切割是一個旋轉刀片沿著設定的軌跡壓在材料上，將其刮掉並去除不需要的部分的過程。
那麼「沿著既定軌跡」是什麼意思呢？
到目前為止，我對這個表達還很模糊，但它是剪輯的一個非常重要的部分，所以我將更詳細地解釋它。
我們暫時拋開通用銑刀等「手動操作」的通用工具機，來談談數控銑刀、加工中心等所謂「自動操作」的CNC工具機。
在此類機器中，切割材料的刀片會透過命令語言移動到機器。當您在工具機中輸入「將立銑刀移到該位置」的指令時，工具機會根據該指令自動移動。立銑刀的位置由X、Y、Z各數值表示。根據程序移動這些數值來進行加工。
什麼是CNC銑刀？
數控銑刀中的“NC”代表“數控”。 “X”是“水平方向”，“Y”是“前後方向”，“Z”是“垂直方向”。透過連續輸入“下一個移動位置”，可以繪製平滑曲線和複雜軌跡來移動立銑刀
反之，機器只根據輸入指令進行操作。最終形狀取決於輸入的 NC 程式。在電腦發展之前，數控程式似乎被印在特殊的紙帶上並透過機器來讀取。這似乎就是資深工匠將 NC 程式稱為「磁帶」的原因。
特殊紙帶上的 NC 程序
目前，我們將 NC 程式作為電腦資料進行處理。 NC程式作為資料儲存在工具機的記憶體中，在將其作為指令逐行讀取的同時，根據指令的內容進行操作。
NC程式的配置
NC 程式基本上具有適用於任何工具機的通用配置。 “控制工具機運動的部分”，如“G代碼”或“M代碼”，使主軸旋轉或改變運動速度，以及“立銑刀刀尖位置”作為X、Y、Z坐標值由給出命令值的部分的組合組成。
使用電腦的現代切割：CAD/CAM
諸如“僅鑽孔”或“僅沿直線移動刀片”等簡單的NC程序可以輕鬆創建，但諸如“切割曲面”等複雜的NC程序則需要工程師的大腦。它超越了手動思考和打字的層次。
所謂的 CAD/CAM 系統就在這種情況下發揮作用。 “CAD / CAM”是“電腦輔助設計”和“電腦輔助製造”，所以基本上它是“使用電腦進行設計和製造”的總稱。
目前，狹義上的CAD是指在電腦上建立圖面和3D模型的軟體，CAM是指在電腦上建立圖面和XNUMXD模型的軟體。 數控程式 使用 CAD 數據。即使建立複雜的 NC 程式也需要電腦輔助。有的軟體同時具有CAD和CAM功能，也有獨立功能的軟體。
確定適當的加工工藝
CAD 已在各個網站上進行了詳細介紹，因此在這裡我將更詳細地解釋設計師通常不知道的 CAM。在使用CAM的NC程序創建過程中，需要根據工件的材料和形狀確定適當的工藝、立銑刀的類型以及加工條件，並將它們輸入為資訊。
根據材料的材質和形狀、設定的順序等，可以採取無數的選擇。進行什麼樣的設定很大程度上取決於工程師的經驗和感覺。
例如，固定材料的方法有很多。可用精密機械虎鉗夾緊，用夾具直接固定，用螺絲固定等，依形狀和製程有多種選擇。必須根據立銑刀的所有設定和類型進行設定並轉換為 NC 程序。
立銑刀在曲面切削的應用
立銑刀有多種類型，例如適合切削帶有圓端的曲面的球頭立銑刀、適合切削直線平面的平頭立銑刀以及用於鑽孔的鑽頭。
各種類型的立銑刀
每種類型又分為直徑、葉片數量、葉片有效長度等各種形狀。設定什麼樣的加工方式，什麼樣的加工方式 加工 每支立銑刀的使用條件。
即使立銑刀也不限於一種設定的一種類型。相反，使用數十種類型並不罕見。那麼要設定的參數就變得很大。
製造更便宜的複雜零件的加工條件是什麼？
加工條件包括主軸的轉數、移動速度、要去除的材料量。根據立銑刀的形狀、材質、材料的材質，有最佳的組合。問題是如何得出最佳組合，防止立銑刀磨損，縮短加工時間。
優秀的NC加工工程師在產生顫動的切削條件下，在最短的時間內創建出NC程式。在考慮到刀片製造商的推薦條件和我過去的經驗的同時，我在腦海中設定了加工狀態的圖像。
想像在我的腦海中雕刻的聲音和振動，我想像這樣的事情，“這種情況太快了”，或者“我想知道我是否可以切得更深一點。”這正是專業精神的一部分。這種工藝和 NC 程序的組合可以將加工時間縮短一半甚至四分之一。
你能行的！ “通過切割形成三維形狀”
現在，讓我們來看看一些範例，了解如何使用 CAD/CAM 建立原本不可能實現的 NC 程序，以及如何創建比您想像的更複雜的形狀。
5軸加工代表：葉輪
只能透過所謂的同步五軸加工來實現的零件的典型例子是汽車渦輪增壓器中使用的「葉輪」。
如果沒有 CAD/CAM，就不可能使用 NC 程式來切割該葉輪的複雜零件。這是因為它的形狀像一塊底切的腫塊。
同步5軸加工只能透過放置材料的工作台表面（A軸、B軸）和連接在一起的立銑刀（X、Y、Z）的複雜運動來實現。
當代雕塑：3D 建模
只要您擁有 3D 模型，您就可以半自動產生 NC 數據，用於使用 CAM 切割形狀。因此，可以實現所有三維形狀，包括雕像和人物等雕塑。當然，也要考慮我目前介紹的R角和倒扣。
可以忠實地再現 3D 模型的形狀。我們的一些客戶正在考慮透過機械加工切割出著名的角色並將其作為超豪華物品出售。
讓切割工作變得更熟悉！
根據應用的不同，加工零件有多種形狀，但無論形狀多麼複雜，只要處理好拐角 R 和退刀槽，就可以加工。
您可能認為鑄造是批量生產更複雜形狀的最佳方法，但機械加工有許多優點。可以避免鑄造中容易出現的問題，而且由於無需製造模具，因此可以降低初始成本，並縮短交貨期。
摘要
如果您即使對於大量生產的加工零件也能牢記切削的使用，我會很高興。總成本出奇的低，而且還有能夠靈活應對設計變更的優點。
我們希望本文能幫助您更熟悉機械加工並拓寬您的設計視野。
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