什么是 CNC 铣削及其工作原理：您需要知道的一切
CNC 铣削是本世纪最令人印象深刻的技术进步之一。
尽管大多数人更熟悉 3D 打印作为一种生产精确物理打印件的方式，但 CNC 铣削已经存在了很长时间，并且在今天仍然被广泛使用。
从其在电子行业的广泛应用到制造公司的普遍使用，随着越来越多的公司发现其有效性，该技术仍在快速发展和发展。
因此，随着 CNC 加工扩展到乐器制造等新行业，预计到 2025 年，该技术本身将成为价值 1000 亿美元的产业。
尽管如此，尽管 CNC 铣削的工艺和用途为业内人士所熟知，但外界对其如何应用甚至其工作原理可能不太熟悉。
因此，在本文中，让我们深入探讨 CNC 铣削是什么、它与 3D 打印有何不同、谁可能从该技术中受益最多，并回答您可能遇到的所有基本问题。
什么是数控铣
要了解 CNC 铣削过程，让我们将其分解为两个组成部分 - “CNC”和“铣削” '。铣削是工件沿旋转轴旋转并使用刀具切削工件碎片的过程。
这样做是为了根据要求对工件进行成型。需要注意的重要一点是，这项技术不同于 3D 打印等其他成型方法。
这是因为铣削是通过从工件上去除材料来工作的，而其他替代方法是通过向工件添加材料来工作的。
现在来到“CNC”，它代表计算机数字控制。 CNC 允许使用计算机软件控制刀具和工件移动。采用电脑控制，运动过程无需人工控制。
谁发明了 CNC 铣削？
铣削的概念可以追溯到 18 世纪。然而，第一台数控铣床是在 1950 年代初开发出来的。
发明 CNC 铣床的功劳归功于 Richard Kegg。 1952 年，他在麻省理工学院的帮助下创造了这台机器，并将其命名为 Cincinnati Milacron Hydrotel。
CNC 铣削是如何工作的？
原则上，CNC 铣削是一个基本过程，您可以在其中取出初始工件并使用切削工具在不同位置不断地从工件上去除材料。为了到达这些不同的位置，工件不断旋转。
实际上，整个CNC铣削过程要经过多个步骤。
典型的 CNC 铣削工艺有哪些不同阶段？
1。创建 CAD 模型
首先，您需要为您想要的零件形状创建一个 CAD 模型蓝图。 CAD代表计算机辅助设计。顾名思义，CAD 软件可帮助您根据您的想法创建 2-D 或 3-D 模型。
阅读我们为 CNC 铣削准备 CAD 模型和图纸的提示和技巧。
2。将 CAD 转换为 CNC
CNC 铣床不会直接识别 CAD 模型。但是，您可以非常轻松地将 CAD 模型转换为 CNC 程序。这些功能已经存在于大多数 CAD 软件中。
3。数控铣床的设置
在启动程序之前，正确设置机器和工件很重要。设置数控机床的具体步骤可能会因不同的制造商和不同的型号而异。
4。执行程序
正确设置机器后，操作员可以执行 CNC 机器程序。随后的整个铣削过程将自动完成。程序执行完成后，机器将创建所需的部分。
有哪些不同的 CNC 铣削方法？
由于CNC加工工艺的广泛应用，它现在不再是一个单一的工艺，实际上它本身就是一个很大的领域。现在有许多不同形式的 CNC 铣削操作。这些不同的CNC铣削方法包括：
平面铣削：
平面铣削是目前最流行的铣削工艺。在平面铣削中，目的是产生平行于刀具旋转轴的平面。
角铣：
在角铣中，铣削是通过从平面上去除材料来进行的，同时刀具以非直角的角度切割工件。为了更好地理解它，可以将其视为从工件上去除材料的斜切刀。
面铣：
在面铣中，被铣削的工件与刀具的旋转轴成直角。这种铣削工艺通常用于加工棒材和板材的表面。
成型铣削：
成型铣削工艺适用于加工工件以产生曲线等不规则表面。在成型铣削中，刀具的形状与所要求的轮廓形状相同。
其他 CNC 铣削操作
除了这些常见的 CNC 铣削工艺外，还有一些其他方法可以创建专用零件。这些方法包括：
群铣：
在排铣中，两个或多个切削刀具安装在一个机床心轴上。每个刀具都在工件上单独工作，从而提高了生产率。刀具的形状和大小各不相同。
跨式铣削：
跨式铣床是排铣机的一种特殊形式。在跨式铣削中，两个或多个切削刀具彼此平行安装。这些刀具同时在工件的表面和侧面工作。
齿轮铣削：
齿轮铣削也称为齿轮切削。这是一种非常适合制造齿轮的铣削形式。它利用弧形刀具从预期的轮齿间距中去除材料。
仿形铣削：
仿形铣削用于完成成型的精加工过程，包括在垂直或倾斜表面上工作。这种CNC铣削工艺也用于工件的凸面和凹面的精加工。
CNC铣削工艺的设备和部件
以下是您将在整个 CNC 铣削过程中经历的不同组件：
支持软件
正如我们在前几节中提到的，设计 CNC 模型需要使用计算机辅助设计 (CAD) 软件和计算机辅助制造 (CAM) 软件。 CAD 负责设计零件，CAM 负责让 CNC 机器理解设计。
数控铣床零件
显然，没有数控铣床就无法完成数控铣削。那里有许多不同类型的铣床。机器的组件可能因您使用的型号而异。
一般来说，您会在所有数控铣床中找到以下组件：
- 工作台 ：工作台上放置需要数控铣削的工件。一般情况下，工件是用扣压装置固定在工作台上的。
- 马鞍 ：鞍座位于工作台下方以提供支撑。鞍座还提供平行于主轴轴线的工作台运动。
- 主轴 ：主轴夹住刀具（也称刀具），负责刀具的运动。
- 乔木 ：心轴是穿过主轴的轴。在群铣和马鞍铣的情况下，多个刀具可以安装在同一个心轴上。心轴有许多不同的形状和尺寸，它们的用途取决于铣床的要求和类型。
- 内存 :并非所有铣床都配备 Ram。它通常见于立式铣床和角铣床。它为主轴提供支撑。 Ram 可以在不同的位置进行调整，以满足不同的切割要求。
- 机床 :机床或切削工具是从工件上去除材料的部件。有许多不同类型的切割工具可供选择，我们稍后会介绍。
- 界面 ：机器界面是数控铣床上的数字控制台。操作员利用界面加载和执行程序并执行基本的 CNC 铣削操作。
- 膝盖 ：膝盖位于鞍座下方以提供支撑。膝盖可以垂直调整位置。升高或降低膝部可以根据不同的铣削要求提供调整工件高度的选项。
- 列 ：立柱可以看作是整个数控铣床的骨架。它通过将整个组件固定在一起为机器提供机械强度。柱子内部可以有额外的部分来容纳冷却油和其他组件。
数控铣床有哪些不同类型的刀具？
CNC 铣削应用如此广泛，以至于有许多不同类型的切削刀具可用于不同的工作。其中一些切割工具是：
- 立铣刀
- 面铣刀
- 板坯铣削
- 飞刀
- 球刀
- 多点切割工具
- 空心铣刀
- 渐开线齿轮刀具
- 螺纹切割工具
- 滑动和面铣刀
- 滚刀工具
- 燕尾切割工具
- 粗加工立铣刀
数控铣床有哪些不同类型？
以下是使用中不同类型的 CNC 铣削操作的简要概述。
卧式铣削
在卧式机器中，主轴与工件表面平行。它可以在工件上形成平面、平面、斜面和凹槽。
立铣
您可以将垂直铣削操作视为钻孔操作，因为主轴垂直于静止工件或工件的平坦移动表面。
有关该过程的更多信息，您可以查看我们对卧式和立式铣床的比较。
多轴铣削
在多轴铣削中，刀具可以向四个或更多方向移动。
在 5 个方向的情况下，该机器称为 5 轴机器。轴越高，可以创建的零件越复杂。
立柱和膝部铣削
立柱铣床和膝铣床也称为变速铣床。在这些机器中，立柱和膝关节组件的垂直运动非常精确，用于精确的垂直铣削操作。
滑枕铣床
在滑枕铣床上，刀具可以在水平轴上向前或向后移动。这是通过连接在主轴上的可移动柱塞来完成的。
固定床制造铣床
在这些机器中，立柱、膝部或鞍座没有运动。静止工件在直接安装在机床床身上的工作台上。由于设计简单，这些机器通常比其他机器便宜。
刨铣操作
在平面铣削中，切削动作通过工件和切削刀具的线性相对运动发生在一个平面内。这些铣床用于创建平面。
要决定您需要哪种铣床，您可以阅读我们的详细指南。
数控铣床有哪些应用和用途？
为了准确了解CNC加工的应用，让我们将讨论分为两部分——它支持的材料和直接或间接利用该工艺的行业。
您已经熟悉什么是 CNC 铣削。它用于对零件进行成型和按要求成型。以下是您可以应用 CNC 铣削工艺的材料：
适用于 CNC 铣削的材料
金属 是经过研磨过程的最常见的材料之一。金属在非常高的温度下熔化，使其无法用于 3D 打印等工艺。因此，CNC铣削是金属成型的最佳方式。
塑料和弹性体 由于它们的物理和化学特性，也适用于 CNC 铣削。对塑料使用高温方法往往会改变其化学成分。
此外，它们还会在加热时释放有毒烟雾。因此，像 CNC 铣这样没有热量的工艺是这些材料的理想选择。
陶瓷 和复合材料 通常具有耐温特性，使其无法用于 3D 打印和成型工艺。 CNC 铣削最适合这些材料，因为它可以在不以任何方式损坏材料的情况下工作。
很多人不知道这一点，但您也可以塑造玻璃 使用CNC铣削工艺。玻璃很脆，很容易在其他成型工艺中破碎。因此，使用合适的刀具进行CNC铣削是此类材料的不错选择。
如需更具体的材料和用例，请查看我们的 CNC 铣削材料指南以及如何为您的应用选择一种材料。
使用 CNC 铣床的行业
您会惊讶于使用 CNC 铣削工艺的行业数量之多。
当然，当您在下一节中了解 CNC 铣削相对于其他替代方案的优势时，这个惊喜就会得到解决。
使用 CNC 技术最流行的方法之一是进行快速原型制作，为设计师和工程师提供一种快速可靠的方式来了解产品或零件在各个开发阶段的外观。
一些使用 CNC 铣削的行业有：
汽车
汽车行业需要大量定制制造服务来生产汽车零部件。这些零件是使用 CNC 铣床制造的，用于制造过程和维修。
航空
由于 CNC 铣削服务具有极高的精度，因此它们在航空航天工业中得到广泛应用是可以理解的，该技术在生产用于确保飞机安全和正常功能的各种零件方面发挥着至关重要的作用。
航空航天工业使用许多具有非常高硬度和耐高温的特殊材料。对于这些材料的成型，该行业严重依赖数控铣床。
使用 CNC 技术生产的部分零件包括发动机部件、起落架部件和燃料板。
金属加工
数控铣床是任何金属制造行业的支柱。数控机床是快速、自动化和高效的。此外，它还适用于所有金属。因此，您会在每个金属加工车间找到一台铣床。
农业
农业设备需要大量定制的大型工具和组件。这些是使用 CNC 铣床的定制制造服务创建的。
电子产品
数控铣床的高通用性和精确性使其成为电子行业的理想选择。 CNC铣床不仅可以成型传输所需的导体和金属，还可以成型容纳这些导体的聚合物板。
医疗
在医疗领域，专业部件不仅需要用于诊断，还需要用于假肢等应用。这些是通过使用适当的设计使用 CNC 铣削创建的。
CNC 加工允许使用多种等级的钛和不锈钢制造零件和工具，这些材料通常用于制造手术刀、医疗设备以及植入物。
防御
CNC 铣削也用于制造军事部件。事实上，铣削工艺的最早应用是用于制造武器。甚至国防零件的原型都是使用数控铣床制造的。
除这些行业外，CNC铣削还应用于采矿、石油和天然气、自动化、能源等行业。
CNC铣削的主要优点
CNC 铣削技术被广泛认为是用各种材料生产零件的最可靠方法之一，原因有很多。
下面让我们来看看这项技术的一些最显着的优势。
高生产率
CNC 铣削是一种自动化过程，刀具移动的速度不受人为限制。这创造了其他制造工艺无法比拟的高生产率。
无与伦比的精度
CNC铣削的精度和精度在全世界都是首屈一指的，这就是为什么它被用于航空航天和医学等需要每个细节都执行得一丝不苟的领域。
使用数控铣削所基于的数字模板和自主加工，在制造过程中消除了人为错误，并且产生的精度尽可能接近完美。
长寿
由于 CNC 铣床实际上可以在自动驾驶仪上运行，并且不需要太多的人工参与，因此它们可以连续数天不间断地运行，以一致的精度生产零件。
CNC机器需要停止的唯一时间是需要定期维护或发生事故时。
更少的人员
CNC铣削所基于的自动化过程也意味着需要更少的人来监控和运行它，这不仅可以提高效率，还可以降低生产成本。
监督整个过程只需要一些熟练的专家，这意味着最终客户的成本效益更高。
高级可能性
由于先进的自动化软件和设计软件，即使制造过程本身相似，数控铣床也能胜过最熟练的技术人员操作手动机器。
这不仅意味着更好的一致性和消除人为错误的能力，还意味着能够产生更复杂的设计，具有不同的尺寸、形状甚至纹理。
一致性
由于 CNC 铣削背后的过程大部分是自动化的，因此即使管理工具的人员发生变化，它也会产生显着的一致性。
一旦创建了设计的主文件，它就可以用于创建无限数量的副本，这些副本都将具有相同的质量并且没有任何偏差。每个部分都将与之前的版本完美匹配，即使是最熟练的手动操作员也很难做到。
可扩展
CNC 铣削是一种非常可扩展的解决方案。该方法可以被各种规模的行业采用。如果您将它用于您的车间，该过程可以随着车间规模的扩大而增长。此外，CNC铣床可以加工各种形状和尺寸的零件。
一台数控铣床多少钱？
影响数控铣床成本的参数有很多。因此，这些机器的价格范围的支架非常高。
例如，您可以找到一台低至 10,000 美元的小型卧式铣床。同时，也有功能先进的大型 CNC 机床，价格可能高达 30 万美元。
如需根据您的要求了解数控铣床的价格，您可以查看我们关于数控铣床价格的详细指南。
CNC 铣削与 3D 打印
为了了解 CNC 铣削与其他替代品相比的表现如何，让我们详细比较 CNC 铣削与它的紧密竞争对手 - 3D 打印。
基础知识
首先，CNC 铣削和 3D 打印的基本原理完全相反。 3D 打印是一种增材制造工艺。这意味着它可以通过逐层添加材料来创建一块，通常是通过熔化材料线。
另一方面，CNC加工过程是减材制造过程。这意味着它从一块材料开始，然后通过从该块中移除材料来创建所需的部分。
多功能性
由于 3D 打印通过熔化材料线并使用它来制造零件来工作，因此它仅适用于能够承受该过程的特殊类型的聚合物材料。另一方面，CNC铣削是一种用途非常广泛的工艺，可以应用于多种材料。
易于使用
CNC 机器和 3D 打印都需要软件来创建机器的初始设计。但是，CNC 制造需要在不同的工具和这些工具的设置以及不同的位置设置之间进行选择。
3D 打印没有广泛的设置要求。因此，3D打印被认为是一种更简单的过程，而铣削则需要熟练的操作人员。
准确度
铣削与 3D 打印的相对精度可能因您选择的每个模型而异。大多数数控铣床通常具有优于 3D 打印的精度。但是，有许多形状和几何形状只能通过 3D 打印来创建。
费用
铣削或 3D 打印是否更便宜将取决于您对机器的要求。对于大规模的要求，铣削是更便宜的选择。然而，对于原型和小规模需求，3D 打印在成本方面往往更有效。
如何选择数控铣床服务？
CNC 铣削对于各种各样的项目都非常有用。不过，要利用上面列出的好处，您必须花时间找一家可靠的公司合作。
实际上，来自世界各地的公司提供的 CNC 加工操作范围很广，因此在接触潜在候选人之前，您至少需要对自己的需求有基本的了解。
一方面，您至少应该对要制造的零件类型或需要的工具类型有一些想法。否则，您将很难缩小能够为您提供必要 CNC 铣削服务的公司名单。
或者，您可以联系拥有丰富经验并提供一系列服务的知名公司，因为他们可以帮助您咨询以确定适合您情况的最佳行动方案。
由于 CNC 铣削项目所需的技术和专业知识很高，因此必须寻找具有必要经验和良好声誉的公司。
浏览以前客户的推荐和评论，看看他们在公司有哪些类型的经历，以及他们能够解决哪些问题。
将选择范围缩小到大约 5 家公司后，请与他们联系并询问有关他们的方法、他们对您的项目的建议、执行项目的价格以及您认为可能相关的任何其他问题。
不少公司提供计算机数控铣削服务，但找到合理的价格固然重要，但不能以劣质为代价。
结论
计算机数控铣削是现代科技给我们的最好礼物之一。它为我们提供了前所未有的生产率、更高的精度、更高质量的表面处理以及处理所有材料的能力。
如果您的下一个项目需要任何类型的 CNC 加工操作，您可以联系 3ERP。它以最快的交货速度和最低的成本提供可靠的加工和制造服务。
数控机床