我們經(jīng)常會聽到自行車的零配件使用了CNC加工技術，那么CNC加工到底是什么意思呢？我們與專業(yè)人士進行了探討交流，Dennison先生擁有超過23年的機械車間工作經(jīng)驗。他把這23年中的大部分時間都花在了數(shù)控機床（CNC machines）的運行以及產(chǎn)品開發(fā)方面。Straitline除了生產(chǎn)自己的腳踏、把立、導鏈器等配件外，還為航空航天業(yè)及監(jiān)控行業(yè)提供產(chǎn)品。實事求是地說，Straitline對于數(shù)控機床是有一定了解的。

第一，CNC數(shù)控機床是什么，如何工作的呢？

CNC是computer numerical control（計算機數(shù)字控制）的簡寫。數(shù)控機床(CNC machines)主要運用于金屬構(gòu)件的制造，但是也用于其他許多行業(yè)，如紡織業(yè)及食品與飲料制造業(yè)。簡單地說就是一個電腦控制一個非常精密的電機（這種電機也被稱為伺服電動機），然后轉(zhuǎn)動附于機框上的滾珠螺桿（外形似常規(guī)螺絲但螺紋是半圓形的而非‘V’形，且螺紋中填充滾珠軸承以減少摩擦并可消除沖撞）。這個螺桿使控制桿按要求來回反復運動。電腦也可以控制一個可以使零件或刀具轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)動軸。當兩個或兩個以上的軸聯(lián)合起來使用時幾乎所有形狀的零件都可制造出來。

左邊的機器是一個九軸MTM(多任務機器)，它擁有五個上軸頭來完成復雜的鉆孔和銑削工作。處于下部的轉(zhuǎn)臺既可以轉(zhuǎn)動也可以做銑削工作，但它主要用于鏜鉆作業(yè)。右圖中的機器是一個六軸轉(zhuǎn)動銑削機。它與MTM相似，但沒有那五個銑削頭。它仍可做一些轉(zhuǎn)動與銑削工作，但是在完成復雜的銑削工作方面能力有限。

相較于鑄件或鍛件數(shù)控加工有哪些優(yōu)勢？

數(shù)控加工相較于鑄件或鍛件有兩個主要優(yōu)勢——靈活性和精確度。 盡管鑄件和鍛件并未完全取代數(shù)控加工技術生產(chǎn)的零件，但是它們的確減少了數(shù)控加工或傳統(tǒng)加工所需的時間。數(shù)控加工出來的產(chǎn)品在表面光潔度方面表現(xiàn)幾乎完美，顯得非常一致且精確。但是鑄件或鍛件相較而言就會粗糙一些，通常需要拋光或是在一些研磨介質(zhì)上打磨以達到更好的表面光潔度。

數(shù)控機床有不同的類型嘛？

在制造業(yè)中有多種多樣的數(shù)控機床。我們非常有幸能夠擁有和使用絕大部分種類的數(shù)控機床，但是我在此略去那些過于專業(yè)的機床而主要關注那些更為通用的設備。一般來說，最基礎的數(shù)控機床是兩軸車床，然后發(fā)展到三軸的立式加工中心（簡稱VMC’s）。我們可以在VMC上再增加第四個可轉(zhuǎn)動的軸，從而就有了四軸VMC。四軸VMC再往上就是四軸HMC（臥式加工中心）。這些機器通常有兩個或兩個以上的可自動更換的工作托盤以做進一步的加工。按此發(fā)展我們又有了五軸機床，轉(zhuǎn)動軋機和多任務機床。五軸機床可以是VMC’s也可以是HMC’s，并且在刀具頭或工作托盤上有一個額外的轉(zhuǎn)動軸。這就可以在一次操作中對工件的更多面進行處理從而能生產(chǎn)出非常復雜的工件。轉(zhuǎn)動軋機是一種能將生產(chǎn)圓形零件的銑削工作與一些研磨工作結(jié)合起來的車床。這些機床通常是五軸或六軸機床。MTM’s是制造界中最先進最偉大的機器。它們通常有七到九個軸，可用于生產(chǎn)任何東西。他們將五軸機床的優(yōu)勢與全面轉(zhuǎn)動能力結(jié)合起來了。這種機床生產(chǎn)的零件大部分都經(jīng)過了大量的銑削和車削處理并且將在一個加工周期中完成。至于數(shù)控機床的價格，達到工業(yè)質(zhì)量標準的兩軸機床價格從40000美元到100000美元不等，并且價格在此之上沒有上限。如今數(shù)控機床的價格可達到數(shù)百萬美元。幾乎所有在先進制造業(yè)中得到應用的機床都能自動更換工具且能清除工作區(qū)中的金屬屑及刨花。

帶有一個擁有垂直運轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)動軸的四軸HMC正在生產(chǎn)Straitline公司的Defacto腳踏。這將使托盤能夠旋轉(zhuǎn)從而機床能夠加工多個零件及零件的多個面。照片中的機床正在做一個工具實驗，測試刀具在進行下一個操作前是否破損。

CNC機床可以生產(chǎn)哪種零件？

幾乎所有東西都可以通過數(shù)控機床制造出來，比如把立、腳踏、飛輪、剎把等等。我們幾乎在所有的產(chǎn)品生產(chǎn)中運用了數(shù)控機床技術，除了螺絲的生產(chǎn)。數(shù)控機床可以制造螺絲，但是相較而言冷鐓（一種類似于鍛造法的技術）更具成本效益。即使塑料零件也是我們用數(shù)控注塑機生產(chǎn)出來的，而生產(chǎn)這些零件的模具又是通過我們的數(shù)控金屬切削機床生產(chǎn)出來的。

四軸VMC中的AMP腳踏半成品。固定腳踏的機器組件能夠依據(jù)長度表圍繞著軸自由旋轉(zhuǎn)，從而straitline能夠在一次生產(chǎn)中制造多種尺寸的腳踏。從圖左邊你可以在機器頂部看到刀具，在底部你可以看到一個用于設置刀具長度且能檢查運轉(zhuǎn)過程中刀具破損情況的激光工具裝置。

CNC機床確實令人驚嘆，但肯定也有一些不足之處吧？

CNC也有一些不足之處，比如你很難用它來造出一個非常尖銳的內(nèi)角，因為旋轉(zhuǎn)刀具經(jīng)常在被切割的尖角上留下旋轉(zhuǎn)的紋路。而且，那些并不需要特別精確制造的不規(guī)則形狀的產(chǎn)品可以通過鍛造法或鑄件法更快的生產(chǎn)出來。這些零件通常在鑄造或鍛造后再通過數(shù)控機床來加工出精確的尺寸特征。幾乎所有材料都可以通過這樣或那樣的方法制作出來，我們通常加工鋁、鋼和塑料，且其中的任何一種都有成千上萬種的合金或聚合物。