CNC加工：你需要知道的一切

计算机数控（CNC）加工在制造业中越来越普遍。CNC技术提供了一种多功能、自动化的方法来生产大批量的高质量零件。CNC加工工艺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。

什么是CNC加工？

一般来说，CNC加工是指从工件上取下材料以完成设计的许多还原过程之一。CNC工艺使用计算机控制来处理从开始到结束的整个加工过程，最终生产出一致精确的零件。CNC加工设备可以一遍又一遍地遵循相同的指令集，以方便相同工件的小型或大型生产运行。

数控机床有多种品种和复杂程度。一些机器可以同时容纳多个工具，或沿X、Y和Z轴工作，以从任何一侧或任何角度去除多余的材料。

CNC加工用于为几乎所有行业和应用创建零部件。这包括航空航天工业和其他需要加工大型零件的高度复杂的行业。制造商可以在以下基材上使用此工艺：

复合材料

泡沫

玻璃

金属

塑料

木材

CNC加工因其自动化功能而特别有利。自动化使机器能够自给自足，生产精确零件所需的人力更少。近年来，熟练机械师和劳动力的日益短缺一直是数控技术进步的主要因素。

三种制造工艺

一般来说，有三种制造工艺：

减少。像机械加工这样的还原或减法过程会从工件上取下材料来创建设计。

添加剂。增材制造工艺将不同的元素组合或组装在一起，以创建成品。3D打印是最常见的增材制造形式。

形成。成形制造会弯曲或以其他方式改变基材的形状，以满足设计要求。成形制造包括注塑成型等工艺，其中基材被熔化，然后在模具中压制以保持一定的形状。它还包括许多金属成形工艺，如弯曲或轧制。

CNC加工工艺概述

CNC加工的前身——数控（NC）加工——使用穿孔带卡和基本命令。CNC加工遵循更复杂的命令，并使用更多种类的控制。这些系统都指示切削和成形工具进行拆卸，但CNC加工设备可以遵循来自复杂CAD或CAM设计的复杂、定制的指令集。

不同的数控加工设备可以处理不同的工具、能力和操作。CNC加工过程通常包括以下一般步骤：

1.设计CAD模型

在CNC加工过程开始之前，制造商需要创建产品设计。计算机辅助设计（CAD）软件可用于创建详细的二维（2D）或三维（3D）模型。这些设计文件包括零件的几何形状、尺寸和其他技术规格等详细信息。CAD软件考虑了加工工艺的局限性和所选材料的特性。

例如，如果设计包含由圆柱形工具形成的孔，CAD软件可以在设计对于给定的基板过于复杂时通知设计工程师，或者识别由于所选工艺的限制而导致的潜在问题。这些自动检查有助于CAD/CAM设计服务和工程师在渲染过程中避免许多潜在错误，从而提高原型阶段的效率。

2.将CAD文件转换为可用的CNC指令

一旦设计完成，设计规范需要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。这些程序创建了数控机床在制造过程中用于指导刀具的编程代码。该软件还提取了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工件具有正确的尺寸和方向。

这些与CNC兼容的指令集通常采用两种文件类型之一：STEP或IGES。它们包括G代码和M代码等编程语言，每种语言都处理机床功能的特定领域。G代码操作侧重于工具的实际操作，例如它们的速度、移动方向和移动距离。M代码操作侧重于杂项操作，如通电和断电以及其他辅助功能。

3.准备数控机床

与手工制造相比，人类操作员在自动化制造中的作用要小得多，但他们仍然处理机器无法管理的重要操作。这包括：

将CNC程序文件加载到机器中

将工件添加到机械主轴或虎钳上，以便机器可以操纵工件

安装指定的加工工具

检查工作区域、机器和工件

4.执行操作

一旦设备准备就绪，程序启动，CNC加工设备就会执行步骤并对工件进行加工操作。该程序可以从头到尾完成必要的还原过程，而无需操作员进一步输入。一旦完成说明，零件可以继续进行精加工和包装过程。

CNC加工操作的类型

CNC加工是一个非常广泛的可能操作和工艺类别。在CNC加工操作中，钻孔、铣削和车削是最常见的。

钻井

钻孔过程使用直径与所需孔直径相同的钻头。加工设备将旋转钻头垂直插入工件，直到钻出预定长度的孔。更复杂的设备可以产生角孔，钻孔工具可以提供以下功能：

反钻孔

沉头

收割

出钢

铣削加工

铣削过程通过使材料抵靠旋转切削刃移动来去除工件上的材料切削。这些刀具有多个切削点，每个刀具都会旋转，以提供具有不同长度和形状的锋利切削表面。当工件压在铣刀上时，薄条或材料切口会从现有边缘上被去除。这可以创建浅切口、宽切口或平底腔来塑造零件。外围铣削工艺可以切割得更深，以在工件的大致形状上形成槽或螺纹。

转弯

车削过程是车削工件而不是切削刀具。它们包括钻孔、开槽和表面处理等切割工艺。他们通过使用精确应用于旋转工件的单点切削刀具，从工件上切下多余的材料。车削可以创建具有指定直径的圆柱形零件。车削可以在零件的内部和外部边缘创建线性特征。这些功能包括：

插槽

线程

锥度

CNC加工的优点是什么？

许多制造商更喜欢机械加工工艺，因为它们从单个工件中创建零件或组件。CNC加工还有几个额外的优点。这些措施包括：

提高生产率。配备CNC加工的设施可以全天候生产零件。机器可以在很少或没有人为干预的情况下连续运行。这些机器所需的空间也比工作站或手动加工装置少，因此一个有固定平方英尺的设施可以同时运行更多的机器。

高精度。CNC加工使用高度详细的编程操作。机器遵循这些说明，不允许任何不必要的变化或人为错误。这些零件将是高质量、精确和相同的。CNC加工还可以生产具有复杂设计的零件。

更快地完成项目。每个CNC加工过程都从CAD设计开始，因此原型制作过程会快得多。该软件可以捕捉或防止不同材料的许多可能的设计缺陷或潜在风险。当原型和测试过程缩短时，产品可以更快地从设计到生产。CNC加工指令也可以快速修改或替换，因此生产运行中的更改之间几乎没有延迟。

成本效益。CAD文件设计和制造错误风险的降低降低了单位生产成本。数控加工也需要较少的人力，这进一步降低了产品的制造价格。

Pro Type Manufacturing的数控加工

对于寻求完整制造解决方案的客户，Pro Type Industries，Incorporated提供了业内无与伦比的价值和工艺灵活性。我们经营着一个最先进的设施，配备了一些最先进的数控加工系统。

这些是高扭矩、高转速系统，可在一个包装中提供精度和生产率。一个例子是我们的550毫米丰田CNC四轴卧式铣床。这种最先进的系统通过30马力的电机提供高达15000转/分的主轴速度。凭借30英寸的工作立方体和每分钟2400英寸的定位，它可以以最高的精度高速通过铝、钢和塑料等材料。它还允许我们使用难以加工的材料，如因康镍合金、因瓦合金、蒙乃尔合金和各种高温合金。

然而，这只是我们众多精密加工系统中的一个。我们还经营着四台数控立式铣床，可容纳高达64英寸乘32英寸乘25英寸的工件，两台配备多个托盘的卧式铣床，以及一台带自动棒材进给、副主轴和实时刀具的高输出数控车床。在我们经验丰富的机械师团队的帮助下，这些高精度加工可以提供±0.0005“以内的公差。所有这些能力和资源都通过所有工具和夹具的内部制造得到了增强，使我们能够更好地控制生产力。

通过我们作为制造商近50年的经验，我们了解到很少有项目要求只包括机加工。为了为我们的服务产品增加更多价值，我们还提供增值服务，例如：

焊接

蚀刻

染色

钝化

完整组装

全面的尺寸报告

材料可追溯性

我们所有的工作都得到了强大的ISO 9001质量管理体系和文化的支持，该体系和文化延伸到我们组织的每个部分。