什么类型的 CNC 加工适合我的项目？

有证据表明，早在公元前几百年，机械加工就已用于制造物体，但我们所知道的计算机数控 (CNC) 加工始于 18 世纪，当时蒸汽被用于自动化生产过程。在 1940 年代后期，麻省理工学院的研究人员开发了第一个可编程加工系统，使用打孔纸卡（也称为数控技术）来指导机器的运动。 20 世纪中期的数字计算热潮彻底改变了制造领域，最终催生了当今先进的机器人 CNC 机器。

CNC 加工使制造商能够使用几乎任何材料（包括金属、塑料、复合材料、泡沫，甚至木材）制造质量一致的高精度零件。由于 CNC 加工高度自动化，它为制造商提供了一种经济高效的方式来执行定制的独一无二的项目和中等批量的生产运行。

在这篇文章中，我们将引导您了解不同类型的 CNC 加工，以及哪些类型最适合特定零件和应用。

CNC 加工的工作原理

像 3D 打印这样的增材工艺从头开始制造零件，而 CNC 加工是减材工艺，这意味着它通过从称为“空白”或“工件”的实心块逐渐去除材料来制造成品。 CNC 机器通过数字设计文件进行指导，这些文件被翻译成设备应如何切割工件的说明。

使用计算机自动化和控制加工过程可以极大地提高制造商的生产力。因为多台 CNC 机器可以使用同一个设计文件在多个统一的工件上进行同一系列的切割，所以它们制造零件的速度远远快于人类。

作为一种高度可复制的生产工艺，CNC 加工在制造业中发挥了重要作用，并在很大程度上促成了快速原型的诞生。在穿孔带和计算机数控技术出现之前，零件必须手工加工。这总是在最终原型产品中造成很大的误差，尤其是在机器用于大规模手动制造时。 CNC 加工通过在流程中引入更高的效率来改变制造，从而以统一的质量和速度实现快速原型制作和大规模生产。

现代 CNC 加工是一种通用的制造工艺，可生产高精度零件，可用于在各行各业制造各种产品。这包括从汽车底盘和飞机发动机到园艺工具和手术设备的所有产品。

数控机床的种类

数控机床有两种类型：三轴和多轴。

三轴加工

三轴加工包括CNC铣削和CNC车削过程，两者都涉及在工件被切割时沿三个线性轴移动切割装置（三个轴是从左到右，来回，和上和下）。

使用 CNC 铣床，工件在切削工具或钻头高速旋转以去除材料时保持静止，从而产生高精度的零件。这些机器易于编程和操作，可用于制造大多数具有简单几何设计的零件。

然而，由于切削工具和钻头只能沿三个轴移动，工件的某些设计或区域可能难以完成或到达。旋转工件通常是一种解决方法，但在铣削过程中每个零件多次旋转会迅速增加生产成本。

另一方面，CNC 车削过程涉及将工件连接到旋转主轴并使用车床对零件进行成型。与 CNC 铣床相比，车床可以更快地以更低的成本生产零件，特别是在用于大批量生产时，但它们的主要限制是它们只能用于制造旋转对称的零件。这包括螺丝、碗和椅子腿等零件。

多轴加工

多轴 CNC 加工系列包括三个过程：分度 5 轴 CNC 铣削、连续 5 轴 CNC 铣削和带动力刀具的车铣复合加工。

与 3 轴加工相比，多轴加工可在铣削和车削过程中实现更大的运动自由度。在 3 轴加工中，工件或切削刀具旋转（但不能同时旋​​转），而 5 轴加工允许两者都沿三个线性轴旋转和移动。虽然这为制造更复杂的零件提供了机会，但多轴机器更昂贵，并且需要专门的机器和操作员。

分度 5 轴 CNC 铣削有时也称为 3+2 CNC 铣削，因为在加工过程中，刀具仅沿三个线性轴移动，而工件具有两个旋转自由度。 5 轴铣削的主要优点是工件不再需要在操作之间手动重新定位，从而可以更快、更准确地创建具有复杂几何形状的工件。

连续 5 轴 CNC 铣床允许刀具和工件在每次操作期间同时旋转和移动。这使得制造商可以创建极其复杂的几何形状，其具有光滑的“有机”表面，而使用其他形式的技术无法以相当的精度复制这些几何形状。一般来说，这是每个零件最昂贵的 CNC 加工形式。

铣车数控中心将数控车床的元件与铣刀相结合。工件固定在主轴上，主轴既可以像车床一样旋转，也可以将工件固定在特定角度（类似于 5 轴 CNC 铣床的功能）。高生产率与几何制造的多功能性相结合，使该工艺非常适合制造旋转对称性相对较松散的离心压缩机和凸轮轴等零件。

多功能且经济高效的制造解决方案

虽然所有 CNC 加工工艺都允许制造商使用各种材料制造出始终如一的精确零件，但不同机器的轴数有助于制造某些类型的零件。例如，那些设计简单的机器可以使用 3 轴系统快速且经济地制造出来，而 5 轴机器可以很好地定位以提高速度和精度来创建几何复杂的零件。

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