CNC CAD 设计：产品设计师概述

计算机数控 (CNC) 机器ㅡ利用旋转的圆柱形工具在工件上自主切割ㅡ彻底改变了制造业。这种制造技术消除了传统制造技术中常见的人为错误。它还提供更高的准确度和精度以及更高的生产速度。

但是，当使用 CNC 机床进行制造时，您不会立即开始切割工件。产品设计师必须首先在计算机辅助设计 (CAD) 软件上设计他们的模型。而要为 CNC 机床创建准确高效的 3D CAD 设计，您需要了解一些基本的 CNC CAD 设计技巧。

本文介绍了 CNC CAD 设计的有用技巧。我们将介绍一些用于创建空腔、内部边缘、孔、文本和墙壁的设计规则。我们还将解释为 CNC 铣削准备 3D 设计的过程。

CNC CAD 设计的 5 条规则

CNC加工过程是减法ㅡ它从工件上去除部分材料以形成所需的产品。这种减法性质会导致您可以加工的特征类型受到一些限制。

例如，几乎总是不可能加工切削工具无法触及的表面。即使您找到了能够接触这些表面的专业切削工具，您可能仍将面临实现理想壁厚和型腔尺寸的挑战。但是，您可以通过在产品开发过程的计算机辅助绘图阶段遵循以下提示来避免这些挑战。

#1 设计型腔

立铣刀

立铣刀（用于 CNC 铣削型腔）的切削长度通常约为其直径的 3-4 倍。因此，我们建议您将型腔深度设计为最多为型腔宽度的四倍。这有助于防止因刀具偏斜和振动而导致的加工不准确。

但是，如果您的设计功能需要更大的深度，您可能需要考虑使用专门的工具来创建您的型腔。

详细了解不同类型的 CNC 刀具。

#2 设计内部边缘

由于 CNC 机器的减法特性，它们会在型腔的内边缘之间形成圆角（或圆角）。产品设计师通过在其 CAD 绘图的每个内边缘中包含内角半径尺寸来考虑这些圆角。

内角半径尺寸取决于满足我们前面提到的型腔深度要求的可用立铣刀的尺寸。此外，我们建议您将内角半径设计为至少为型腔深度的三分之一。

但是，假设您的设计功能需要更小的内角半径（或锐角 90°）。在这种情况下，我们建议您在 CAD 模型中加入 T 型骨底切，而不是减小拐角半径。

#3 设计孔

CNC 加工车间通常使用钻头钻孔。这些钻头有标准尺寸（或直径），从 0.5 毫米到 38 毫米不等。我们建议您将孔设计为具有与任何标准钻头尺寸相似的尺寸。这消除了对额外工具的需求，从而降低了制造成本。

但是，如果您的设计功能需要具有非标准直径的孔，则机械师将使用立铣刀创建这些孔特征。因此，我们提到的设计型腔的相同要求也适用于此。

#4 设计墙壁

在为 CNC 制造设计墙壁时，您必须密切关注壁厚。这是因为由于加工产生的振动，薄壁通常难以精确制造。

我们建议您将墙壁设计为金属部件的最小壁厚为 0.8 毫米，塑料部件的最小壁厚为 1.6 毫米。对塑料的壁厚尺寸要求较高是因为它们在加工过程中比金属更容易软化和翘曲。

#5 设计文字和字体

文字和刻字很容易通过 CNC 加工来实现。不过需要注意的一点是：设计带有雕刻文字而不是浮雕文字的零件更具成本效益。这是因为CNC机器去除的材料比雕刻文字要少。

此外，我们建议您在设计带有文字和字体的部件时，使用字体大小大于 22 磅的无衬线字体（如 Arial、Avenir、Verdana）。

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为 CNC 加工准备 CNC CAD 设计模型

CNC CAD 设计规则有助于实现优化的 3D CAD 模型，允许任何 CNC 加工车间准确且经济高效地创建您的零件。但是，CNC 机器无法理解这些 3D 模型。因此，您需要将这些模型转换成与CNC机器兼容的格式。

CNC 机器可接受的格式是 dxf 文件格式。大多数 CAD 软件允许您将文件保存为 dxf 文件格式，然后可以将其导入 CAM 程序并转换为 CNC 编程语言（也称为 G 代码）。然后，G 代码会自动执行刀具和工件的操作以创建您的产品。

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