快速解答
典型的 CNC 加工过程包括七个主要阶段:
- 图纸和询价审核
- DFM 和工艺规划
- 材料, 工装, 和夹具准备
- CAM 编程和刀具路径模拟
- 机器设置和首件验证
- 粗加工, 精加工, 和过程控制
- 最终检查, 表面处理, 和包装
确切的顺序可能会随着零件几何形状的变化而变化, 材料, 数量, 公差, 表面饰面, 及检验要求.
对于买家, 该过程在机器启动之前开始. 绘图冲突, 物质条件, 基准选择, 工具访问, 设置计数, 生产前应审查检验要求.
CNC加工工艺概述
| 步 | 主要工作 | 关键输出 |
|---|---|---|
| 1. 图纸审查 | 检查几何形状, 材料, 公差, 线程, 结束, 和数量 | 明确的制造要求 |
| 2. DFM 和工艺规划 | 检查工具访问权限, 设置, 日期, 库存形式, 和检验风险 | 制造及检验计划 |
| 3. 生产准备 | 准备材料, 固定装置, 切削工具, 仪表, 和设置文件 | 即可上机的生产包 |
| 4. CAM编程 | 创建刀具路径, 模拟加工, 并生成机器特定的代码 | 经过验证的 CNC 程序 |
| 5. 机器设置 | 安装夹具, 设置工件和刀具偏置, 并验证第一个设置 | 稳定且可重复的设置 |
| 6. 机械加工 | 完整粗加工, 半精加工, 精加工, 和过程检查 | 机加工部件 |
| 7. 最终验证 | 去毛刺, 干净的, 结束, 检查, 文档, 并封装该部分 | 批准和保护的成品零件 |
这是一个实用的制造工作流程，而不是特定于机器的操作程序. 个别供应商可能会根据零件和生产数量合并或分离某些阶段.
1. 图纸和询价审核
CNC 加工过程应从审查 3D 模型开始, 2D图, 及报价要求.
供应商应确认:
- 材料等级和状况
- 原型或生产数量
- 功能基准
- 临界公差
- 孔和螺纹要求
- 表面粗糙度
- 阳极氧化, 电镀, 钝化, 或其他饰面
- 化妆品表面
- 检验报告
- 包装及交货要求
3D 模型定义零件几何形状, 而 2D 绘图通常会定义公差, 日期, 线程, 完成笔记, 及检验要求.
模型之间的任何冲突, 绘画, 和询价应在编程开始之前解决. 在要求不明确的情况下开始生产可能会导致材料采购不正确, 不必要的严格公差, 额外的设置, 或检验纠纷.
对于可能影响加工成本和工艺稳定性的设计特征, 回顾我们的 CNC加工设计指南.
2. DFM 审查和流程规划
机加工前, 供应商应确定该零件是否可以一致地生产, 检查可靠, 并以实际成本交付.
过程审查应考虑:
- 铣削, 转动, 车铣复合机, 或五轴加工
- 设置数量
- 工具访问
- 夹具和夹紧表面
- 设置之间的数据传输
- 薄壁和灵活的功能
- 深口袋和长刀具范围
- 内角半径
- 孔深和排屑
- 螺纹啮合
- 表面精加工余量
- 检查通道
工艺计划还应确定粗加工期间完成了哪些特征, 半精加工, and final finishing.
设置和基准规划
供应商应选择既能支持加工又能支持检测的稳定参考面.
当无法从一个方向到达要素时，可能需要进行额外的设置. 然而, 每个重新定位操作都可以添加:
- 夹具准备
- 调整时间
- 数据传输错误
- 额外处理
- 首件验证
- 中间检验
目标并不总是在一次设置中加工整个零件. 目标是使用最少的设置仍然提供稳定的夹紧, 安全工具访问, 可预测的尺寸, 和可靠的检验.
公差审查
严格的公差应应用于功能特征而不是每个尺寸.
报价前, 供应商应确定:
- 配合和配合表面
- 轴承或密封特性
- 孔位要求
- 平面度和平行度
- 跳动
- 基准关系
- 尺寸受表面处理影响
此审查有助于避免不必要的加工和检查成本.
正确的工件夹紧对于安全和加工结果都很重要, 而设置规划和基准选择决定了跨多个操作生成特征的可靠性.
3. 材料, 工装, 和夹具准备
生产计划确定后, 供应商可以准备材料, 切削工具, 工件夹持, 及检验设备.
材料准备
材料规格不应包括铝或不锈钢等一般材料.
重要信息可能包括:
- 精确的合金或牌号
- 回火或热处理条件
- 硬度
- 盘子, 酒吧, 挤压, 铸件, 或锻造
- 材料厚度和库存尺寸
- 相关的纹理或轧制方向
- 材料证明要求
应检查进货的等级是否正确, 尺寸, 可见损坏, 以及加工前的状态.
所选毛坯应提供足够的加工余量，而不会造成不必要的材料浪费或过多的粗加工时间.
切削刀具准备
切削刀具的选择应根据:
- 材料
- 特征几何形状
- 孔和螺纹尺寸
- 工具范围
- 表面光洁度要求
- 机器能力
- 预计数量
- 刀具寿命要求
深孔可能需要特殊工具, 底切, 内部凹槽, 小螺纹, 或难以触及的表面.
夹具准备
夹具必须一致地定位工件并抵抗加工力，而不损坏或扭曲零件.
夹具准备可能包括:
- 标准虎钳和卡盘
- 软爪
- 定制夹具
- 支撑块
- 真空或磁性工件夹具
- 牺牲标签
- 对薄壁的额外支持
所选夹具还应为切削工具提供足够的通道, 探针, 及检验设备.
4. CAM 编程和刀具路径模拟
程序员将批准的设计和工艺计划转换为加工操作.
CAM 设置通常定义:
- 机器和坐标定向
- 库存大小和位置
- 工件夹持
- 切削工具
- 刀具长度和刀柄
- 粗加工
- 半精加工工序
- 精加工工序
- 钻孔, 无聊的, 旋转, 和线程
- 安全接近和缩回运动
工具路计划
实用的刀具路径应该减少不必要的空气切削, 重复条目, 负载突变, 和过多的工具更换.
该计划还应该考虑到:
- 工具范围
- 碰撞间隙
- 排屑
- 剩余库存
- 薄壁支撑
- 精加工余量
- 刀具偏转
- 表面光洁度方向
模拟和验证
生产前应模拟刀具路径以进行检查:
- 刀具和刀柄碰撞
- 夹具干扰
- 库存方向不正确
- 刀具行程过大
- 未加工区域
- 意外的过度砍伐
- 不安全的进入或缩回动作
模拟后, 合适的后处理器将 CAM 操作转换为机器特定的 CNC 代码.
程序员还可以准备包含工具编号的设置表, 偏移量, 夹具信息, 股票定向, 以及操作注意事项.
Autodesk 记录的制造工作流程遵循相同的一般顺序: 创建设置, 对刀具路径进行编程, 模拟他们, 生成机器特定的 G 代码, 然后制作零件.
5. 机器设置和首件验证
切割开始前, 操作员应确认实际机器设置与批准的工艺计划相符.
设置通常包括:
- 清洁夹具和定位表面
- 安装和检查工件夹具
- 加载正确的工具
- 确认刀具编号和刀柄
- 设置刀具长度和直径偏移
- 设置工作坐标系
- 确认库存方向
- 加载正确的 CNC 程序
- 检查冷却液和排屑
- 检查设置表
可以使用探针建立工件偏移, 寻边器, 指标, 或其他合适的测量方法. 刀具偏置可以手动测量或使用对刀系统测量.
正确的方法取决于机器, 控制器, 夹具, 部分, 和可用的测量设备.
程序和设置验证
全切割前, 运营商应验证:
- 程序名称和修订版本
- 工具清单
- 工件偏置
- 刀具偏置
- 夹具间隙
- 安全进近位置
- 主轴方向
- 冷却剂输送
- 库存尺寸
模拟并不能取代真机验证.
取决于机器和工艺, 验证可能包括受控试运行, 空切, 减少快速移动, 单块执行, 或其他经批准的商店程序.
首件检验
在整批继续之前应检查第一部分.
首件验证可能包括:
- 外形尺寸
- 基准位置
- 孔位
- 孔径
- 线程数
- 平整度
- 跳动
- 临界壁厚
- 表面光洁度
任意偏移, 工具磨损, 夹具, 或应在重复生产前进行程序调整.
工件探针可以自动设置和零件验证, 同时对刀系统建立刀具参考值并检查磨损或破损.
6. 粗加工, 精加工, 和过程控制
加工通常分为多个阶段，而不是在一次激进的操作中完成每一项功能.
粗加工
粗加工去除了大部分不需要的材料，同时留下受控库存以供后续操作.
粗加工策略应平衡:
- 材料去除率
- 工具寿命
- 切削力
- 机器功率
- 夹具稳定性
- 排屑
- 发热
- 零件变形
适用于薄壁, 大口袋, 长轴, 或应力敏感材料, 平衡的材料去除可能比最大切削速度更重要.
半精加工
半精加工在最终走刀之前产生更均匀的加工余量.
它可能有帮助:
- 减少可变切削负载
- 粗加工后校正变形
- 准备一致的库存以进行精加工
- 保护关键表面
- 改善最终尺寸控制
有些零件可能需要松开, 缓解压力, 翻身, 或最终完成前的中间检查.
精加工
精加工产生最终尺寸, 几何学, 和加工表面.
整理策略可以使用:
- 专用精加工工具
- 减少且稳定的切削负载
- 刀具磨损补偿
- 受控冷却剂输送
- 更短的刀具悬伸
- 额外的尺寸检查
- 单独的密封通道, 轴承, 或装饰表面
切割参数
切割速度, 主轴速度, 喂养, 应根据具体操作选择切削深度.
正确的值取决于:
- 铣削, 转动, 钻孔, 无聊的, 旋转, 或穿线
- 工件材质及硬度
- 刀具直径或工件直径
- 刀具材料及涂层
- 机械刚性
- 夹具稳定性
- 刀具悬伸
- 所需完成度
- 冷却液条件
没有单轴转速, 喂养, 钻孔津贴, 或适合每个 CNC 加工项目的铰孔速度.
过程中监控
加工时, 供应商可以监控:
- 刀具磨损
- 切屑形状和疏散
- 切割噪音和振动
- 冷却液流量
- 维度运动
- 表面状况
- 夹具稳定性
- 工具破损或损坏
可以在操作之间检查关键尺寸，以便在零件完成之前可以纠正工具磨损或工艺偏差.
山特维克发布了铣削和车削的单独公式定义，因为切削速度, 每齿进给量, 每转进给量, 刀具直径, 和工件直径在操作中不可互换.
7. 最终检验, 表面处理, 和包装
刀具停止时加工未完成.
成品零件可能仍需要去毛刺, 打扫, 表面处理, 最终检验, 文档, 和保护性包装.
去毛刺和清洁
应检查机加工零件:
- 锋利的边缘
- 孔毛刺
- 螺纹毛刺
- 盲孔中的切屑
- 冷却液残留
- 油和污染
- 松散的磨粒
- 搬运造成的损坏
去毛刺不得改变关键边缘, 密封面, 孔位, 或受控尺寸.
尺寸检验
检验应按照图纸和商定的检验计划进行.
取决于部分, 检查可能包括:
- 卡尺和千分尺
- 高度尺
- 孔径计
- 销规和螺纹规
- 指标
- 表面粗糙度测量
- 光学检查
- 三坐标测量
关键要求可能包括:
- 直径
- 孔位
- 平整度
- 并行性
- 垂直度
- 跳动
- 螺纹尺寸
- 轮廓
- 基准关系
有关实际要求和检查计划的指导, 回顾我们的 CNC加工公差 资源.
表面处理
如果图纸需要阳极氧化, 钝化, 电镀, 绘画, 抛光, 喷砂, 或其他完成, 该零件可能需要在完成之前和之后进行检查.
供应商应确认:
- 饰面类型
- 涂层厚度
- 化妆品要求
- 遮蔽区域
- 螺纹和孔
- 电接触面
- 尺寸余量
- 颜色和光泽期望
最终验证和报告
完成所有必要的操作后, 供应商应确认零件符合商定的图纸和表面处理要求.
报告可能包括:
- 尺寸检验报告
- 三坐标报告
- 材质证书
- 表面光洁度记录
- 涂层证书
- 第一篇报道
- 螺纹或量规结果
对于需要坐标测量的零件, 请参阅我们的指南 CNC 加工零件的 CMM 检测.
包装
包装应保护:
- 化妆品表面
- 线程数
- 尖锐或精致的特征
- 密封面
- 精密孔
- 涂料
- 易腐蚀零件
零件可能需要单独包装, 分隔符, 保护塞, 腐蚀保护, 或定制托盘，具体取决于其几何形状和交付条件.
机床探测可支持设置, 过程控制, 和零件验证, 但最终检验要求仍应由图纸和商定的检验计划确定.
CNC加工前需要提供的信息
| 询价项目 | 提供什么 | 为什么它很重要 |
|---|---|---|
| 3D型 | 步, STP, 或其他可用的实体模型 | 支持几何检查和 CAM 编程 |
| 2D图 | 公差, 日期, 线程, 完成, 和笔记 | 定义模型中未完全显示的需求 |
| 材料 | 准确等级, 状况, 硬度, 以及证书需求 | 影响采购, 工具, 切削参数, 和检查 |
| 数量 | 原型数量和预期重复量 | 影响设置, 固定装置, 工装, 和单位成本 |
| 关键尺寸 | 适合, 孔位, 平整度, 跳动, 和基准关系 | 帮助计划整理和检查 |
| 表面光洁度 | 粗糙度, 阳极氧化, 电镀, 抛光, 或涂层 | 影响加工余量, 掩蔽, 和交货时间 |
| 检查 | 标准检验, 三坐标报告, 完整报告, 或首条要求 | 定义报价前的检验工作 |
| 交货要求 | 目标日期, 包装, 和运输条件 | 帮助规划生产和保护 |
完整的询价信息使供应商能够在材料采购和编程开始之前审查流程风险.
常问问题: CNC加工过程
CNC加工过程有多少个步骤?
实际的数控加工过程可概括为七个主要阶段: 图纸审查, DFM规划, 生产准备, CAM编程, 机器设置, 加工, 和最终验证.
一些项目可能会根据几何形状组合或划分这些阶段, 数量, 精加工, 及检验要求.
每个 CNC 零件都遵循相同的流程吗?
福田街道. 一个简单的车削垫片, 五轴外壳, 一块薄铝板, 淬硬钢部件可能需要不同的机器, 设置, 工装, 检查, 和整理顺序.
何时应审查公差?
在报价和编程之前应审查公差. 严格的要求会影响材料的选择, 夹具设计, 加工顺序, 检查方法, 成本, 和交货时间.
为什么首件检验很重要?
首件检验确认该程序, 偏移量, 工具, 夹具, 并且工艺可以在整批继续之前生产出所需的尺寸.
表面处理是在检查之前还是之后进行?
两者可能都需要. 通常在完成前检查关键尺寸, 而最终尺寸, 外貌, 掩蔽, 涂层结果可能需要完成后验证.
CNC加工报价需要哪些文件?
STEP 文件和 2D 绘图通常是最好的起点. 还提供材料, 数量, 表面饰面, 检验要求, 和目标交货日期.
CAM 仿真能否保证零件正确?
福田街道. 模拟可以识别许多刀具路径, 库存, 持有者, 和碰撞风险, 但实际的机器设置, 偏移量, 工具, 夹具, 材料, 首件结果仍需验证.
结论
CNC 加工过程以明确的要求开始，以经过验证的结果结束, 受保护的成品零件.
图纸审查, 直接制造, 材料准备, CAM编程, 设置, 加工, 检查, 表面处理, 和包装必须协同工作. 编程前发现的问题通常比加工开始后发现的问题更容易纠正且成本更低.
对于买家, 最有用的准备就是提供完整的3D模型, 2D图, 材料规格, 数量, 公差要求, 表面饰面, 以及报价前的检验需求.
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