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1發展背景
數控技術起源于航空工業的需要，20世紀40年代后期，美國一家直升機公司提出了。
數控機床的初始設想，1952年美國麻省理工學院研制出三坐標數控銑床。50年代中期這種數控銑床已用于加工飛機零件。60年代，數控系統和程序編制工作日益成熟和完善，數控機床已被用于各個工業部門，但航空航天工。
業始終是數控機床的最大用戶。一些大的航空工廠配有數百臺數控機床，其中以切削機床為主。數控加工的零件有飛機和火箭的整體壁板、大梁、蒙皮、隔框、螺旋槳以及航空發動機的機匣、軸、盤、葉片的模具型腔和液體火箭發動機燃燒室的特型腔面等。數控機床發展的初期是以連續軌跡的數控機床為主，連續軌跡控制。
又稱輪廓控制，要求刀具相對于零件按規定軌跡運動。以后又大力發展點位控制數控機床。點位控制是指刀具從某一點向另一點移動，只要最后能準確地到達目標而不管移動路線如何。
 
2操作過程
數控加工，就是泛指在數控機床上進行零件加工的工藝過程。數控機床是一種用計算機來控制的機床，用來控制機床的計算機，不管是專用計算機、還是通用計算機都統稱為數控系統。數控機床的運動和輔助動作均受控于數控系統發出的指令。而數控系統的指令是由程序員根據工件的材質、加工要求、機床的特性和系統所規定的指令格式（數控語言或符號）編制的。數控系統根據程序指令向伺服裝置和其它功能部件發出運行或終斷信息來控制機床的各種運動。當零件的加工程序結束時，機床便會自動停止。任何一種數控機床，在其數控系統中若沒有輸入程序指令，數控機床就不能工作。
機床的受控動作大致包括機床的起動、停止；主軸的啟停、旋轉方向和轉速的變換；進給運動的方向、速度、方式；刀具的選擇、長度和半徑的補償；刀具的更換，冷卻液的開起、關閉等。
數控編程
數控加工程序編制方法有手工（人工）編程和自動編程之分。手工編程，程序的全部內容是由人工按數控系統所規定的指令格式編寫的。自動編程即計算機編程，可分為以語言和繪畫為基礎的自動編程方法。但是，無論是采用何種自動編程方法，都需要有相應配套的硬件和軟件。
可見，實現數控加工編程是關鍵。但光有編程是不行的，數控加工還包括編程前必須要做的一系列準備工作及編程后的善后處理工作。一般來說數控加工工藝主要包括的內容如下：
⑴ 選擇并確定進行數控加工的零件及內容；
⑵ 對零件圖紙進行數控加工的工藝分析；
⑶數控加工的工藝設計；
⑷ 對零件圖紙的數學處理；
⑸ 編寫加工程序單；
⑹ 按程序單制作控制介質；
⑺程序的校驗與修改；
⑻ 首件試加工與現場問題處理；
⑼數控加工工藝文件的定型與歸檔。
為了提高生產自動化程度，縮短編程時間和降低數控加工成本，在航空航天工業中還發展和使用了一系列先進的數控加工技術。如計算機數控，即用小型或微型計算機代替數控系統中的控制器，并用存貯在計算機中的軟件執行計算和控制功能，這種軟連接的計算機數控系統正在逐步取代初始態的數控系統。直接數控是用一臺計算機直接控制多臺數控機床，很適合于飛行器的小批量短周期生產。理想的控制系統是可連續改變加工參數的自適應控制系統，雖然系統本身很復雜，造價昂貴，但可以提高加工效率和質量。數控的發展除在硬件方面對數控系統和機床的改善外，還有另一個重要方面就是軟件的發展。計算機輔助編程（也叫自動編程）就是由程序員用數控語言寫出程序后，將它輸入到計算機中進行翻譯，最后由計算機自動輸出穿孔帶或磁帶。用得比較廣泛的數控語言是 APT語言。它大體上分為主處理程序和后置處理程序。前者對程序員書寫的程序加以翻譯，算出刀具軌跡；后者把刀具軌跡編成數控機床的零件加工程序。數控加工，是在對工件進行加工前事先在計算機上編寫好程序，再將這些程序輸入到使用計算機程序控制的機床進行指令性加工，或者直接在這種計算機程序控制的機床控制面板上編寫指令進行加工。加工的過程包括：走刀，換刀，變速，變向，停車等，都是自動完成的。數控加工是現代模具制造加工的一種先進手段。當然，數控加工手段也一定不只用于模具零件加工，用途十分廣泛。
工藝分析
被加工零件的數控加工工藝性問題涉及面很廣，下面結合編程的可能性和方便性提出一些必須分析和審查的主要內容。
1、尺寸標注應符合數控加工的特點
在數控編程中，所有點、線、面的尺寸和位置都是以編程原點為基準的。因此零件圖上最好直接給出坐標尺寸，或盡量以同一基準引注尺寸。
2、幾何要素的條件應完整、準確
在程序編制中，編程人員必須充分掌握構成零件輪廓的幾何要素參數及各幾何要素間的關系。因為在自動編程時要對零件輪廓的所有幾何元素進行定義，手工編程時要計算出每個節點的坐標，無論哪一點不明確或不確定，編程都無法進行。但由于零件設計人員在設計過程中考慮不周或被忽略，常常出現參數不全或不清楚，如圓弧與直線、圓弧與圓弧是相切還是相交或相離。所以在審查與分析圖紙時，一定要仔細，發現問題及時與設計人員聯系。
3、定位基準可靠
在數控加工中，加工工序往往較集中，以同一基準定位十分重要。因此往往需要設置一些輔助基準，或在毛坯上增加一些工藝凸臺。
4、統一幾何類型或尺寸
零件的外形、內腔最好采用統一的幾何類型或尺寸，這樣可以減少換刀次數，還可能應用控制程序或專用程序以縮短程序長度。零件的形狀盡可能對稱，便于利用數控機床的鏡向加工功能來編程，以節省編程時間。
零件裝夾
一、定位安裝的基本原則
在數控機床上加工零件時，定位安裝的基本原則是合理選擇定位基準和夾緊方案。在選擇時應注意以下幾點：
1、力求設計、工藝和編程計算的基準統一。
2、盡量減少裝夾次數，盡可能在一次定位裝夾后，加工出全部待加工表面。
3、避免采用占機人工調整式加工方案，以充分發揮數控機床的效能。
二、選擇夾具的基本原則
數控加工的特點對夾具提出了兩個基本要求：一是要保證夾具的坐標方向與機床的坐標方向相對固定；二是要協調零件和機床坐標系的尺寸關系。除此之外，還要考慮以下幾點：
1、當零件加工批量不大時，應盡量采用組合夾具、可調式夾具及其他通用夾具，以縮短生產準備時間、節省生產費用。
2、在成批生產時才考慮采用專用夾具，并力求結構簡單。
3、零件的裝卸要快速、方便、可靠，以縮短機床的停頓時間。
4、夾具上各零部件應不妨礙機床對零件各表面的加工，即夾具要開敞，其定位、夾緊機構元件不能影響加工中的走刀（如產生碰撞等）。
加工誤差
數控加工誤差△數加是由編程誤差△編、機床誤差△機、定位誤差△定、對刀誤差△刀等誤差綜合形成。
即：△數加=f（△編+△機+△定+△刀）
其中：
1、編程誤差△編由逼近誤差δ、圓整誤差組成。逼近誤差δ是在用直線段或圓弧段去逼近非圓曲線的過程中產生，如圖1.43所示。圓整誤差是在數據處理時，將坐標值四舍五入圓整成整數脈沖當量值而產生的誤差。脈沖當量是指每個單位脈沖對應坐標軸的位移量。普通精度級的數控機床，一般脈沖當量值為0.01mm；較精密數控機床的脈沖當量值為0.005mm或0.001mm等。
2、機床誤差△機由數控系統誤差、進給系統誤差等原因產生。
3、定位誤差△定是當工件在夾具上定位、夾具在機床上定位時產生的。
4、對刀誤差△刀是在確定刀具與工件的相對位置時產生。
 
3主要特點
數控機床一開始就選定具有復雜型面的飛機零件作為加工對象，解決普通的加工方法難以解決的關鍵。數控加工的最大特點是用穿孔帶（或磁帶）控制機床進行自動加工。由于飛機、火箭和發動機零件各有不同的特點：飛機和火箭的零、構件尺寸大、型面復雜；發動機零、構件尺寸小、精度高。因此飛機、火箭制造部門和發動機制造部門所選用的數控機床有所不同。在飛機和火箭制造中以采用連續控制的大型數控銑床為主，而在發動機制造中既采用連續控制的數控機床，也采用點位控制的數控機床（如數控鉆床、數控鏜床、加工中心等）。
工序集中
數控機床一般帶有可以自動換刀的刀架、刀庫，換刀過程由程序控制自動進行，因此，工序比較集中。工序集中帶來巨大的經濟效益：
⑴減少機床占地面積，節約廠房。
⑵減少或沒有中間環節（如半成品的中間檢測、暫存搬運等），既省時間又省人力。
自動化
數控機床加工時，不需人工控制刀具，自動化程度高。帶來的好處很明顯。
⑴對操作工人的要求降低：
一個普通機床的高級工，不是短時間內可以培養的，而一個不需編程的數控工培養時間極短（如數控車工需要一周即可，還會編寫簡單的加工程序）。并且，數控工在數控機床上加工出的零件比普通工在傳統機床上加工的零件精度要高，時間要省。⑵降低了工人的勞動強度：數控工人在加工過程中，大部分時間被排斥在加工過程之外，非常省力。
⑶產品質量穩定：數控機床的加工自動化，免除了普通機床上工人的疲勞、粗心、估計等人為誤差，提高了產品的一致性。
⑷加工效率高：數控機床的自動換刀等使加工過程緊湊，提高了勞動生產率。
柔性化高
傳統的通用機床，雖然柔性好，但效率低下；而傳統的專機，雖然效率很高，但對零件的適應性很差，剛性大，柔性差，很難適應市場經濟下的激烈競爭帶來的產品頻繁改型。只要改變程序，就可以在數控機床上加工新的零件，且又能自動化操作，柔性好，效率高，因此數控機床能很好適應市場競爭。
能力強
機床能精確加工各種輪廓，而有些輪廓在普通機床上無法加工。數控機床特別適合以下場合：
1、不許報廢的零件。
2、新產品研制。
3、急需件的加工。
 
4數控編程
程序結構
程序段是可作為一個單位來處理的連續的字組，它實際是數控加工程序中的一段程序。零件加工程序的主體由若干個程序段組成。多數程序段是用來指令機床完成或執行某一動作。程序段是由尺寸字、非尺寸字和程序段結束指令構成。在書寫和打印時，每個程序段一般占一行，在屏幕顯示程序時也是如此。
程序格式
常規加工程序由開始符（單列一段）、程序名（單列一段）、程序主體和程序結束指令（一般單列一段）組成。程序的最后還有一個程序結束符。程序開始符與程序結束符是同一個字符：在ISO代碼中是%，在EIA代碼中是ER。程序結束指令可用M02（程序結來）或M30（紙帶結束）。數控機床一般都使用存儲式的程序運行，此時M02與M30的共同點是：在完成了所在程序段其它所有指令之后，用以停止主軸、冷卻液和進給，并使控制系統復位。M02與M30在有些機床（系統）上使用時是完全等效的，而在另一些機床（系統）上使用有如下不同：用M02結束程序場合，自動運行結束后光標停在程序結束處；而用M3O結束程序運行場合，自動運行結束后光標和屏幕顯示能自動返回到程序開頭處，一按啟動鈕就可以再次運行程序。雖然M02與M30允許與其它程序字合用一個程序段，但最好還是將其單列一段，或者只與順序號共用一個程序段。
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