什么是数控加工？了解这个迷人的制造过程

环顾四周，识别和命名您周围的所有产品，包括手机、平板电脑、笔记本电脑、手表、车辆和桌子。大多数（如果不是全部）都是 CNC 加工的最终产品。

CNC 加工是一种制造过程，它使用计算机指令（或计算机程序）来准确、精确地制造您需要的零件。

CNC 加工的计算机化特性，再加上高精度、高精度和广泛的材料兼容性，使其成为当今最受欢迎的制造工艺之一。例如，科技巨头苹果公司不得不放弃传统加工，转而依靠 CNC 加工来制造 MacBook 的一体成型外壳。

您想了解 CNC 机床的工作原理、CNC 加工过程以及当今可用的不同类型的 CNC 机床吗？你来对地方了！

什么是 CNC，CNC 机器如何工作？

数控 代表计算机数字控制;这只是一种自动化控制机床的方法。

计算机数控机床依靠计算机指令和 CAM（计算机辅助制造）程序来控制、自动化和监控机床的运动，以创建所需的零件。

这样看。 CNC 机床采用原材料（例如铝块）并通过受控的材料去除过程将其转化为成品。

让我们进一步分解 CNC 加工过程。

CNC 加工过程说明

我们可以将 CNC 加工过程分为五个不同的步骤：

#1 创建您的 2D 和 3D 设计

CNC 加工过程的第一步是使用计算机辅助设计 (CAD) 或计算机辅助制造 (CAM) 软件（如 SolidWorks 和 Autodesk Inventor）创建零件的 2D 和 3D 工程图。在创建 2D 和 3D 工程图时，您必须指定所有重要的尺寸、具有公差的特征以及具有特定表面处理要求的表面。

目标是准确表示您要创建的零件（或产品）。

了解详情： CNC CAD设计概述

#2 使用最佳 3D CAD 文件格式保存您的设计

CNC加工中使用的两种常用的CNC兼容文件格式是STEP和IGES文件格式。

STEP 格式 （有时称为 STP 格式）被广泛认为是共享 3D 模型的最佳文件格式。这是因为格式是中性的，不属于任何特定的 3D CAD 软件供应商。因此，无论您使用什么 3D CAD 软件创建设计，您的产品开发团队（或机械车间）都可以毫无问题地访问（或修改）您的设计。

相比之下，IGES 格式 （发音为“eye-jess”）是一种比 STEP 格式更旧的文件格式。它几乎在每个 3D CAD 软件包中都可用，这意味着您的机械师可以毫无问题地访问它来制造您的产品。但是，对于相同的产品设计，IGES 文件通常比 STEP 文件大。因此，如果您需要通过电子邮件将大型设计发送给制造商，STEP 文件格式可能是理想的选择。

CNC 加工中使用的其他 3D CAD 文件格式包括 AP214、STL、DWG 和 DXF 文件格式。

#3 机械师生成刀具路径

工具路径 是 CNC 刀具在加工过程中为了产生所需的工件几何形状而遵循的一系列坐标位置（或空间路径）。

为了帮助更好地理解 CNC 加工中的“刀具路径”，让我们考虑下图，其中我们有一个块，其特征位于 XY 平面上。要创建所需的零件（具有两个长方体腔的块），您必须先定位您的切割工具以沿 Z 轴进行切割，然后再沿 XY 平面移动。

CAM 软件通常具有允许机械师定义其加工策略的功能，包括要使用的刀具类型、进给率和刀具速度。

#4 机械师将加工参数转换成 CNC 兼容文件

机械师使用 CAM 软件的最后一步是将加工策略转换为所谓的 G 代码。一个G代码 是 CNC 机器可以理解和执行的计算机语言；它准确地告诉 CNC 机器要执行哪些步骤来制作您的零件。

生成 G 代码后，机械师将其导出到 CNC 机床。

了解详情： 什么是G-Code和M-Code？

#5 机械师执行加工操作

这是机械师将工件插入 CNC 机床并安装加工操作所需的所有刀具的阶段。完成这些步骤后，机械师将启动加工程序以自主创建零件。

数控机床的种类

数控机床有多种类型，每种类型都有其功能和加工能力。当今最常用的四种 CNC 机床包括：

• 数控铣床
• 5 轴 CNC 铣床
• 数控车床
• 数控钻孔机

数控铣床

CNC 铣床（或 CNC 铣床）通过在静止工件上旋转切削工具来制造零件。此操作从工件上去除材料以形成所需的零件。刀具的运动顺序由计算机数控技术控制。

您通常会发现 CNC 铣床是三轴机器——这意味着它们沿着三个独立的轴（X 轴、Y 轴和 Z 轴）运行来制造零件。然而，CNC 铣削技术最近已经发展到能够沿多个独立轴操作的复杂机器（例如，5 轴 CNC 铣床）。

五轴数控铣床

5 轴 CNC 铣床是一种沿五个独立轴（即 X 轴、Y 轴、Z 轴以及 A 和 B 旋转轴）运行的铣床。这使您可以从各个方向接近工件以创建复杂的几何形状。

5轴CNC铣床让工件和刀具在操作过程中同时移动，节省时间，让您可以准确、精确地创建型腔和斜切。

数控车床

CNC 车床（或 CNC 车床）类似于 CNC 铣床——它们依靠 CNC 技术的自动化特性来创建切割和加工零件。但是，与 CNC 铣床不同的是，CNC 车床是通过将工件靠在静止的刀具上旋转来进行切削的。

典型的 CNC 车床组件具有夹持工件的卡盘。卡盘连接到一个主轴，该主轴使工件靠着静止的切削工具旋转。这种操作模式会从工件上去除部分材料，让您可以创建所需的零件。

数控车床是加工圆柱形状的理想选择；它们允许您执行车削操作，包括锥度车削、钻孔、滚花、切槽和切断操作。

数控钻床

数控钻床利用旋转刀具在静止工件上进行切割，如数控铣床。然而，CNC 钻孔机特别适用于生产孔以容纳用于装配目的的螺栓或机器螺钉。您还会发现它们对于在工件上刻字或雕刻很有用。

其他类型的 CNC 机床包括 CNC 等离子切割机、CNC 激光切割机和 CNC 放电加工机 (EDM)。这些机器具有相似的功能和加工能力。但是，它们的操作模式和切割机制不同。如需更多信息，请查看我们关于不同类型 CNC 机床的文章。

为您的制造项目选择理想的 CNC 加工车间

既然您知道什么是 CNC 加工、它是如何操作的以及 CNC 机床的种类繁多，那么您就会同意 CNC 加工确实是当今最好的加工技术之一。

但是，如果您计划将产品开发的制造阶段外包，那么您项目的成功主要取决于与您合作的 CNC 加工车间。一流的 CNC 加工车间拥有一流的制造技术、经验丰富的 CNC 机械师和质量控制专家，他们共同合作以正确完成您的产品。此外，这些商店通常满足 ISO 9001、ISO 14001 和 ISO 13485 标准等多项监管标准的要求。

理想的机械车间通常还提供在线即时报价工具。例如，Gensun Precision Machining 有一个报价工具，可让您上传 3D CAD 文件（多种文件格式）并指定您的要求以获得项目报价。

CNC 加工：Gensun Precision 可以提供帮助

Gensun Precision Machining是全球领先的CNC加工服务提供商。凭借近二十年的 CNC 加工经验，我们以为各行业客户打造高品质金属和塑料零件而享有盛誉。

此外，我们的设施通过了 ISO 9001 质量管理认证、ISO 14001 环境管理认证和 ISO 13485 认证，可服务于医疗行业。我们已经与多家服务于不同行业的创新公司完成了超过 100,000 个项目。

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注意：本文最初发表于 2021 年 9 月，并于 2022 年 6 月更新