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cnc加工

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cnc加工是什么

CNC加工中文叫做“数控加工”,CNC 加工的定义是它是一种减材制造工艺,通常采用计算机控制和机床将坯料,加工定制成我们想要设计的零件。该工艺适用于各种材料,包括金属、塑料、复合材料,并在各种行业中得到应用,例如汽车、航天、军工、通讯、3C数码、医疗、机器人等行业。

减材制造工艺(例如CNC 加工)通常与增材制造工艺(例如 3D 打印)或成型制造工艺(例如液体注射成型)形成对比. 减材工艺从工件上去除材料层以产生定制的形状和设计,而增材工艺组装材料层以产生所需的形状,而成型工艺将原材料变形并置换成所需的形状。CNC 加工的自动化特性能够在完成一次性和中等批量生产运行时生产高精度、高精度、简单零件和成本效益。然而,虽然 CNC 加工显示出优于其他制造工艺的某些优势,但零件设计可达到的复杂程度和生产复杂零件的成本效益是有限的。


虽然每种制造工艺都有其优点和缺点,但本文重点介绍 CNC 加工工艺,概述该cnc加工流程、材料、公差。此外,本文探讨了各种机械 CNC 加工操作,并提出了CNC 加工过程的替代方案。

CNC加工流程

1、设计3D模型

2、将stp文件转换为 CNC 程序

3、准备数控机床

4、执行加工操作


模型设计

CNC 加工过程从内部或设计服务公司3D 实体零件3D设计开始。计算机辅助设计 (CAD) 软件允许设计师和制造商制作其零件和产品的模型或渲染,以及生产零件或产品所需的技术规格,例如尺寸和几何形状。


3D源文件转换

格式化的3D设计文件通过一个程序运行,通常是计算机辅助制造 (CAM) 软件,以提取零件几何形状并生成数字编程代码,该代码将控制 CNC 机床并操纵工具以生产定制设计的零件。

CNC 机床使用多种编程语言,包括G 代码和M 代码。最著名的 CNC 编程语言,通用代码或几何代码,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,以多快的速度移动到特定位置、要走的路径等——穿过工件。杂项功能代码,简称M代码,控制机器的辅助功能,例如在生产开始和结束时分别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。


机器设置

在操作员运行 CNC 程序之前,他们必须准备 CNC 机床进行操作。这些准备工作包括将工件直接固定到机器上、机器主轴上或机器虎钳或类似的工件夹持装置上,并将所需的工具(例如钻头和立铣刀)连接到适当的机器部件上。

一旦机器完全设置好,操作员就可以运行 CNC 程序。


加工操作执行

CNC 程序充当 CNC 机床的指令;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,该计算机操作和操纵机器工具。启动程序会提示 CNC 机器开始 CNC 加工过程,并且程序会在整个过程中引导机器,因为它执行必要的机器操作以生产定制设计的零件或产品。


CNC加工类型

CNC加工是一种适用于各种行业的制造工艺,包括汽车、航空航天、建筑和农业,并能够生产一系列产品,如汽车框架、手术设备、飞机发动机、齿轮、手和花园工具。该过程包括几种不同的计算机控制加工操作——包括机械、化学、电气和热工艺——从工件上去除必要的材料,以生产定制设计的零件或产品。虽然化学、电气和热加工工艺将在后面的部分中介绍,但本部分将探讨一些最常见的机械 CNC 加工操作,包括:


钻孔

铣削

车削

数控钻孔

钻孔是一种加工过程,它采用多点钻头在工件上产生圆柱形孔。在CNC 钻孔中,通常 CNC 机床垂直于工件表面的平面进给旋转钻头,从而产生垂直对齐的孔,其直径等于钻孔操作所用钻头的直径。然而,也可以通过使用专门的机器配置和工件夹持装置来执行斜向钻孔操作。钻孔过程的操作能力包括锪孔、锪孔、铰孔和攻丝。


数控铣削

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铣削是一种加工过程,它采用旋转多点切削工具从工件上去除材料。在CNC 铣削中,CNC 机床通常以与刀具旋转相同的方向将工件进给到切削刀具,而在手动铣削中,机器以与刀具旋转相反的方向进给工件。铣削工艺的操作能力包括端面铣削——在工件中切割浅、平坦的表面和平底型腔——以及周边铣削——在工件中切割深型腔,例如槽和螺纹。


数控车削

车削是一种加工过程,它采用单点切削刀具从旋转工件上去除材料。在CNC 车削中,机床(通常是CNC 车床)沿旋转工件的表面以直线运动进给切削刀具,去除圆周上的材料,直到达到所需的直径,以生产具有外部和内部特征的圆柱形零件,例如槽、锥度和螺纹。车削工艺的操作能力包括镗孔、端面、切槽和螺纹切削. 当涉及到 CNC 铣床与车床时,铣削及其旋转刀具更适合更复杂的零件。然而,带有旋转工件和固定刀具的车床最适合更快、更准确地制造圆形零件。

表 1 – 常见 CNC 加工操作的特点


加工操作

特征

钻孔

  • 采用旋转多点钻头
  • 钻头垂直或倾斜进给工件
  • 在工件上产生圆柱孔

铣削

  • 采用旋转多点切削工具
  • 工件进给与刀具旋转方向相同
  • 从工件上去除材料
  • 产生更广泛的形状

车削

  • 采用单点切削工具
  • 旋转工件
  • 沿工件表面进给的刀具
  • 从工件上去除材料
  • 生产圆形或圆柱形零件

CNC加工材料

CNC加工工艺适用于多种工程材料,包括:


金属(如铝、黄铜、不锈钢、合金钢等)

塑料(如材料ABS、PC、PP、POM、PMMA、PEEK、PA、 PPS、 PET、电木等)

复合材料(如abs+pc、金属包胶、尼龙+玻纤)

选择应用于 CNC 制造应用的最佳材料在很大程度上取决于特定的制造应用及其规格。大多数材料只要能够承受加工过程,即具有足够的硬度、抗拉强度、剪切强度以及耐化学性和耐温性,就可以进行加工。


工件材料及其物理特性用于确定最佳切削速度、切削进给率和切削深度。切削速度以每分钟的表面英尺数为单位,是指机床切入工件或从工件上去除材料的速度。进给率(以英寸/分钟为单位)衡量工件向机床进给的速度,切削深度是切削刀具切入工件的深度。通常情况下,工件将首先经历一个初始阶段,将其粗加工成近似的、定制设计的形状和尺寸,然后进入精加工阶段,在该阶段经历更慢的进给速度和更浅的切深,以实现更精确和更精确的切削深度。准确的规格。


CNC 尺寸注意事项

CNC 加工工艺提供的广泛功能和操作帮助它在各种行业中找到应用,包括汽车、航空航天、建筑和农业,并使其能够生产一系列产品,例如液压元件、螺钉, 和轴。尽管该工艺具有多功能性和可定制性,但某些部件(例如大型或重型部件)的制造比其他部件面临更大的挑战。下面的表 1 概述了加工大型零件和重型部件的一些挑战。

表 2 – 按零件尺寸划分的加工挑战

零件尺寸

加工挑战

大零件

  • 需要专门的设备进行定位和加工
  • 需要对专门设备进行操作员培训
  • 更复杂的机器设置
  • 对于工作区来说可能太大了
  • 影响准确性的因素的放大
  • 过程中产生的热量较多
  • 与压力相关的扭曲的可能性更大

重型组件

  • 需要专门的工具和设备进行处理和加工
  • 需要对专门设备进行操作员培训
  • 对于工作区来说可能太重了
  • 对设备施加更大的压力

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2019-11-15

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