CNC加工完整指南：工艺、材料与精度解析

在产品开发的过程里, 还有工程验证阶段, 以及小批量生产这种环节, CNC加工一直都是那种大家用得最多、并且让人觉得特别靠谱的制造方法中的其中一种。

不管是铝那种材料做的结构件，还是不锈钢做的功能部件, 或者是POM这样的工程塑料零件, 再或者是ABS、PC这些工程塑料的配件, 采用CNC加工这种方式，都能让精度这件事变得不错, 能让强度也能维持在一定水平, 还能让表面质量看起来好, 同时交付的效率也上得去, 总之就是在这几个需要平衡的地方中间, 找到了一个比较合适的状态。

这篇文章将会全面地把CNC加工的基本原理给讲清楚, 还会把主要的工艺类型列出来, 会谈到常见的材料, 会把精度范围说明好, 也会涉及表面处理, 还有应用场景, 以及那些影响成本的因素, 最后还能提供一些设计优化的建议, 通过这些内容, 你可以把所有这些都弄明白, 从而让零部件的开发与制造工作能推进得更快。

一、你想知道到底什么叫做CNC加工。

CNC加工是用计算机数控系统去控制机床的运动轨迹, 还要控制主轴的转速, 以及进给速度, 再加上刀具的路径, 然后对金属或者塑料材料进行切削加工, 这样就能制造出符合设计要求的零部件。

它和以前的普通机械加工法子比, 自动化程度要更高一些, 精度的控制能力也更为稳定, 做出来的大批量产品一致性更好, 所以被大量用在那些叫做航空航天的地方、机器人领域、汽车制造环节、医疗设备生产线上、自动化工厂的设备里以及消费类的电子产品中。

二、CNC加工, 简单来说, 它的基本原理就是利用数字化的信息进行控制。

CNC加工是减材制造这种工艺, 也就是它从板材、棒材或者其他块状的原料出发, 使用刀具把那些多余的材料一刀刀切削掉, 最后才能做出符合要求的零件, 工程师要是给出了三维模型, 工艺人员就要负责编写程序、设定刀具的路径、挑出合适的装夹方式以及确定各项加工参数, 随后这些工序就会交给机床去具体执行。

我们接收到了有关3D模型与图纸的相关资料, 接着对这些资料开展DFM分析并实施工艺评估, 随后进行CAM编程以生成刀具路径, 紧接着准备所需的夹具、材料和刀具, 然后依次执行粗加工、半精加工工序并完成精加工, 最后对成品进行检测、去除毛刺以及进行表面处理。

三、在CNC加工这个领域里面, 主要的那些工艺类型一共有好多种样子, 其中第1种就是咱们说的CNC铣削。

CNC铣削是最常见的加工方式，适合平面、台阶、槽、腔体、轮廓、曲面和多面结构零件。

2. CNC车削

它主要是用来对付那些圆柱形状的, 还有轴类的, 以及回转体类别的那些零部件的, 它能够去完成对外圆的加工, 也能对内孔进行加工, 还能够对端面实施加工, 另外也能完成关于螺纹的一些处理工作。

3. 钻孔、攻丝与镗孔

这种工艺常常被用在装配结构以及精密连接件的加工里面, 对于孔位、孔径、螺纹质量还有同轴度等方面的要求是比较高的。

4. 三轴、四轴与五轴加工

对于大多数常规的零件来使用, 三轴是适合的, 而对于那些具备复杂多面结构、异形曲面特征以及高精度要求的复杂零件来说, 四轴和五轴会是更加理想的选择。

四、咱们就来讲一讲CNC加工常见材料解析, 这里面主要涉及两方面的内容, 一方面是常见金属材料, 另一方面则是常见塑料材料。

五、CNC加工精度能达到多少

在CNC加工里, 精度这个东西, 会受到机床自身能力的大小影响, 会受到材料本身特性的影响, 会受到刀具当前的状态怎么样影响, 还会受到夹具装夹方式的限制, 以及结构复杂程度的制约, 总而言之, 影响比较大的方面, 主要就是这几个。

在一般情况下, 常规的进行加工操作, 其精度数值可以控制在正零点一毫米左右这样的一个范围里面, 如果提出的要求比较高一点的话, 那么能够做到达到正零点零五毫米的一个水准, 对于部分那些精密程度比较高的结构来说, 控制范围是可以进一步压缩到正零点零二毫米这样的级别, 甚至还可以实现比这个还要更精准的要求的。

关于装配时候涉及的尺寸, 还有轴跟孔配合时候的尺寸, 再加上密封面的地方以及发挥功能最关键的那些尺寸, 建议把精力重点放在标注公差要求上面这一点上, 而对于那些不算是关键的尺寸, 不太建议全部都使用公差过紧的情况这样做, 主要是为了避免制造成本出现明显上升的那种现象发生。

六、表面粗糙度这个东西和表面处理这一种工艺操作之间存在关联。

在CNC零件已经完成了最基础的那些切削作业之后, 一般情况下, 它们还得根据对外观的要求, 以及对耐腐蚀性能、耐磨性能还有具体功能需求的不同, 去进行相应的表面处理工作。

七、计算机数控加工这种模式, 它所适配的具体应用场合都有哪些?

要是你的项目里, 对那个真实材料、高一点的强度、还有高精这个事儿, 以及装配的时候得保持一致性, 这些要求都有挺高的标准的话, 那么通常情况下啊, 咱们会把CNC加工当作首选的这个办法来看待。

八、CNC加工和那个3D打印, 它们两个之间的区别在哪里, 咱们来看看这个叫做CNC加工对比上3D打印的内容。

3D打印技术比较适合用于快速成型制造, 也适合用来制作具有复杂内部结构的产品, 还可以用于部分外观验证工作；而CNC加工则更加适合使用真实材料进行生产, 特别适合制造高强度功能件, 以及用于需要精密装配的结构部件。

CNC加工 vs 注塑成型

注塑这种方式适合用于中大批量的生产制造活动, 不过这种做法是必须要在模具上面进行投入的。与此相对的CNC技术则更适合在前期的打样阶段以及小批量的试产环节中使用, 这种技术路径是不需要去开设模具的, 并且对于设计方面的任何修改操作也都具备更为灵活的响应能力。

九、影响CNC加工报价的核心因素

零件报价并不只取决于尺寸大小, 更多取决于工艺复杂度、精度要求和后处理要求。

十、如何通过DFM降低CNC加工成本

十一、在提交订单之前, 需要提前准备好哪些种类的资料。

十二、如何选择靠谱的CNC加工供应商

十三、裕禾智造CNC加工服务能力

裕禾智造是专注于工业级零部件按需制造的企业, 它能够支持CNC加工、3D打印、钣金加工、注塑成型和真空复模等多种工艺协同。对于CNC加工项目, 该公司可以提供材料选型帮助, 还提供DFM评估服务, 还能给出结构优化的建议, 同时也支持进行样件打样和小批量试产。

如果您是需要进行加工的打样工作, 或者是想要开展小批量的试产活动?

用户上传了3D图纸, 获取工程师DFM评估、材料建议与报价方案。

请立即上传图纸, 并马上联系工程师。

大家经常会问的问题, 也就是我们经常说的FAQ。

数控加工这种技术方法, 它是比较适合去完成那些在数量方面具有一定规模的零件的制造工作的。

CNC加工通常是对单件进行打样, 或者是制作功能样件, 亦或是开展小批量试产的理想选择。在面对项目时, 不管是10件、50件、100件还是达到数百件的规模，CNC加工这一方式通常还是保持着较高的灵活性特点。

假如产品的数量还在不断地持续提升, 而且其整体结构也已经趋于稳定, 那么我们就可以进一步地去进行评估, 看看是否有必要把生产方式转向到注塑工艺或者其他的相关工艺上去。

大家通常都在问CNC加工环节里面需要用到哪些格式的文件, 其实这是一个很实际的问题。

常见的用来表示三维数据的文件格式, 这里面通常包含了 STEP 还有 STP 以及 IGES 和 IGS 再加上 X_T 这些类型。

要是你在设计的时候, 对关键的尺寸数值、公差的允许范围、螺纹的规格或者表面粗糙度等方面提出了具体要求的话, 那就建议你最好同时也把二维形式的工程图纸文件一并给提供出来, 以确保信息的完整与准确。

CNC加工的精度一般是多少？

一般的加工过程, 精度差不多是在正负零点一毫米这个水平, 如果要求比较高, 能够控制在正负零点零五毫米, 要是碰到一些精密的结构, 可以做到正负零点零二毫米, 甚至比这更高, 到底是多少得看材料的性质, 结构的特征还有工艺的方案是怎么定下来的。

CNC加工和3D打印该怎么选？

若你如今要把重点放在对外观方面的验证之上, 或者是希望能够快速地去实现成型的效果, 又或者是内部结构存在着复杂性这种情形之下, 那么你可以去优先考虑采用3D打印这种技术, 反之, 假如说你所看中的重点是关于真实材料这一方面, 还有强度如何, 精度能够达到什么水平, 以及装配功能是否可以满足要求, 在这种情况下, CNC加工通常来说是一个更加合适的选择。

在缺乏详尽且完整的图纸资料这一前提下, 是否有可能先行进行报价工作。

是可以的。要是已经有那个3D模型和对于基本用途的说法, 平常就能够先行地进行一个初步的评估操作并且给出一个预报价。假如说中间涉及到对关键公差的要求、螺纹的情况或者是有关装配的那些关系方面的内容, 那么在后续的环节里再补充上2D图纸的话, 结果会更加准确一点的。