什么是数控加工？关于数控加工

计算机数控 (CNC) 加工在制造业中变得越来越普遍。 CNC 技术提供了一种通用的自动化手段来生产高质量的零件。 CNC加工过程提供的高精度和可重复性使其成为大多数制造商的理想工具。随着它们越来越受欢迎，如今，很容易找到几个专门从事不同CNC加工服务的加工车间。
本文重点介绍CNC加工服务的一些基础知识、优势和应用。

什么是数控加工？

CNC加工是制造业和工业应用中常用的术语，但CNC的缩写究竟代表什么?

CNC一词代表“计算机数控”，CNC加工被定义为减材制造过程，通常使用计算机控制和机床从工件上去除材料层并生产定制设计的零件。在车削、铣削等工艺中可以采用不同的加工方式、刀片和轴，以获得最佳效果。该工艺适用于各种材料，包括金属、塑料、木材、玻璃、泡沫和复合材料，并应用于各种行业，如大型CNC加工和航空航天零件的CNC加工。

CNC 加工的自动化特性能够生产高精度和高精度、简单的零件，并且在完成一次性和中等批量生产运行时具有成本效益。 CNC加工使用计算机控制来处理从开始到结束的整个加工过程，最终生产出一致的精密零件。由于其自动化能力，CNC 加工特别具有优势。自动化使机器能够自行运行，从而减少人工并生产精确的零件。

CNC加工工艺概述

所有 CNC 加工操作都从零件的 CAD 模型开始。 CAM程序读取生成的文件并将其转换为加工设备可以遵循的一系列编码指令。使用这些流程的主要好处是，一旦文件获得批准，几乎不需要人为干预（如果有的话）。相反，计算机控制监控和指导机器的运动，从而最大限度地减少潜在错误并获得极其一致的结果。

不同的CNC加工设备可以处理不同的工具、功能和操作。 CNC加工过程通常包括以下步骤：

1。设计CAD模型

CNC 加工过程在内部开始或由 CAD/CAM 设计服务公司创建，以创建 2D 矢量或 3D 实体零件 CAD 设计。计算机辅助设计 (CAD) 软件使设计师和制造商能够生成其零件和产品的模型或效果图，包括零件的几何形状、尺寸和其他技术规格等详细信息。

完成 CAD 设计后，设计师将其导出为 CNC 兼容的文件格式，例如 STEP 或 IGES。

2。将 CAD 文件转换为 CNC 程序

设计完成后，将设计规范转化为数控机床可以遵循的方向。 CAD 文件通过计算机辅助制造 (CAM) 软件运行。这些程序将创建编程代码，CNC 机床将在加工过程中使用这些代码来定位工具。该软件还提取有关零件几何形状的信息，操作员可以使用这些信息来确保初始零件具有正确的尺寸和方向。

这些与 CNC 兼容的指令集通常是以下两种文件类型之一：STEP 或 IGES。它们包括 G 代码和 M 代码。 CNC 编程语言中最著名的通用或几何代码（称为 G 代码）控制机床何时、何地以及如何移动（例如，何时打开或关闭，以及它以多快的速度移动到机床上）工具）。工件上的具体位置，走什么路径等。辅助功能码（称为M码）控制机器的辅助功能，如生产开始和结束时自动拆卸和更换机盖。

生成CNC程序后，操作员将其加载到CNC机床上。

3。准备数控机床

与自动化制造相比，人工操作在自动化制造中的作用要小得多，但仍能处理机械无法管理的重要操作。

包括将CNC程序文件加载到机床中，将工件直接固定在机床上、机械主轴上、或虎钳或类似的工件固定装置上，并将所需的工具（如钻头和立铣刀）连接到机床上。合适的机器部件来检查工作区域、机器和工件。

4。执行处理操作

在准备好设备并启动程序后，它将指示工具动作和运动的机器命令提交给机器的集成计算机。计算机对机床进行操作和操纵，CNC加工设备将执行步骤，对工件进行加工操作。该程序在整个过程中引导机器，同时执行必要的机器操作以生产定制设计的零件或产品，而无需进一步的操作员输入。完成指令后，零件可以继续整理和包装过程。

CNC 加工操作的类型

以下是一些常用的处理技术。这些过程中的每一个都在制造零件和提高其独特性能方面发挥着关键作用。

数控车削

在车削过程中，工件旋转，刀具放在移动的滑块上并送入工件，以去除所需图案的材料。滑块可上下旋转工件长度。

同样，它可以远离或靠近中心线。此操作非常适合快速去除大量材料。

车床是常用的车削设备，​​用于在圆形零件的外圆周上制造同心形状。车床可以制作凹槽、环形凹槽、阶梯肩、内外螺纹、圆柱体和轴——许多圆形或圆形特征。它们还可以产生特有的光滑和均匀的表面光洁度。

数控铣

铣削和车削的根本区别在于工件保持静止，刀具在主轴上旋转。一般将工件水平固定在台钳中，台钳安装在沿 X 和 Y 方向移动的工作台上。主轴配备多种刀具，可在X、Y、Z轴上移动。

（更多关于 CNC 铣削的信息，请参见什么是 CNC 铣削？）

铣削包括两种方式：周边铣削和面铣。外圆铣可以切出深槽，面铣可以切出工件的平面。铣削可作为加工工件的辅助工序。铣刀用于制作正方形/平面、缺口、倒角、凹槽、轮廓、键槽和其他取决于精确切削角度的特征。

虽然轧机也可以钻孔，但它擅长从更复杂和不对称的零件中去除毛坯。
与所有金属加工操作一样，使用切削液冷却工件和刀具，润滑和冲走金属颗粒。

与车削中心一样，无需操作员干预即可对零件执行一系列操作的铣床很常见，通常称为立式或卧式加工中心。它们始终基于 CNC。铣削和车削共同负责大多数数控机床操作。

表面研磨

许多应用需要金属零件的非常平坦的表面。制作这种精确表面的最佳方法是使用磨床。平面磨床在工作台上往复运动，同时将工件送入砂轮。砂轮切割的深度通常在 0.00025 到 0.001 英寸之间。外圆磨床将工件固定在中心并旋转，同时将旋转砂轮的外圆周施加在工件上。

无心磨削用于大批量生产的小零件，其磨削与除整体外的任何其他表面均不相关。

研磨用于从扁平和圆柱形中去除少量材料。根据要研磨的材料，使用不同类型的磨料。磨削过程中的热量和机械应力会对工件产生不利影响，因此必须小心控制刀具的速度和温度。

电火花加工

放电加工，也称为火花腐蚀，使用放电在工件上进行所需的切割。 EDM 可用于由导电材料制成的工件。这使用从电极通过介电流体传输到导电工件表面的火花。通过这种方法，可以加工非常精细的特征，包括小直径孔、模腔等，而无需进行热处理软化。

CNC加工的优势

与传统的制造方法相比，CNC加工具有很多优势。许多制造商更喜欢CNC加工技术。 CNC加工的优点如下：

更高的精度和准确度

CNC机器可以将相同的零件复制数千次，并且每个零件的尺寸都与前一个零件相同。此外，与手动加工方法相比，CNC 加工使用非常详细的编程操作。机器遵循这些说明，不允许任何不必要的更改或人为错误。这些零件将是高质量、精确和相同的。 CNC加工还可以生产设计复杂的零件。

提高生产力

CNC加工过程也节省了大量时间，提高了生产效率。对于传统的机械加工设备，操作员必须手动配置和设置机器以进行每次操作。相反，CNC加工设备可以通过简单地调整计算机代码来进行必要的改变。带有 CNC 加工的设备可以生产 24/7 零件。机器无需人工干预即可连续运行。

更广泛的多功能性

CNC 加工操作适用于金属、聚合物和其他材料的多种设计。立式和卧式 CNC 铣床和多轴 CNC 铣削中心的可用性提供了出色的多功能性。他们可以准确地处理具有各种复杂性和参数的项目。这种多功能性使其适用于制造许多不同的零件和产品

高一致性

设计的主文件创建后，您可以使用它创建无限数量的副本，所有副本质量相同，没有任何偏差，并且每个部分都将完美匹配之前的版本。

CNC加工的行业与应用

CNC加工已应用于许多行业。尤其适用于需要高精度零件的行业。

在医疗行业：

为患者治疗生产大量标准精密零件和定制设备。医疗行业依靠定制产品来满足患者的多种需求。该行业的零件需要高精度，以确保每个组件都具有所需的精确尺寸。可以组装在一起的零件必须具有最小的误差范围，以避免医疗误诊和零件故障。

在航空航天业：

制造具有复杂和复杂设计的精确和严格公差的飞机部件。航空航天工业中的数控加工必须满足这些高精度要求。通过使用CNC加工制造零件，航空航天工业获得了所需的具有极高公差要求的定制零件。

在运输行业：

因为 CNC 机器可以使用多种材料制造零件，所以从刹车到发动机零件甚至工具的一切都是这些机器可以制造的产品。交通运输行业可能需要 CNC 机加工零件，包括用于各种车辆的零件、用于测试和原型制作的零件，以及更先进的设备和系统。

在电子行业：

虽然机械加工可以生产大型零件，但在设计小型零件（如电子工业中使用的那些）方面也很出色。零件越小，公差越严格。对于电子和电气元件，微加工过程几乎没有出错的余地。将切割和控制工具的任务交给计算机可以将可能的精度提高到人类无法达到的水平。电子行业从数控加工零件的卓越精度中受益匪浅。

在石油和天然气行业：

为了制造用于炼油厂和钻机的大型机器，石化行业需要组装良好的精密零件。 CNC 操作可以为行业生产大大小小的零件，以及在行业中越来越多地使用的电子齿轮所需的组件。

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