CNC 加工，即計算機數控加工，是一種通過計算機控制機床來切削工件，製造出定制零件的減材製造過程。這個過程以其精確度、多功能性和創造複雜形狀的能力而著稱。在本文中，我們將詳細探討CNC加工的步驟，從CAD設計到表面處理，並討論相關的限制和設計原則。
1.CAD設計
計算機輔助設計（CAD）是CNC加工的第一步。工程師使用CAD軟體創建零件或組件的 3D 模型，包含所有必要的尺寸、幾何形狀和技術要求。這些軟體能支持複雜的設計和精確的模擬裝組後的機械功能，確保最終產品能夠符合相關規格。
限制與設計原則：
– 複雜性： 雖然CAD能夠設計非常複雜的幾何形狀和組件，但設計的複雜性應該符合後續加工的製程要求。過於複雜的幾何形狀可能需要進階的加工技術，或者無法用標準CNC機床實現。
– 公差： 設計者必須注意使用的CNC機台加工可實現的公差。過於嚴格的公差可能增加加工時間和成本。
– 材料考量： 設計階段需考慮材料特性，確保設計可以有效加工。
常用的CAD軟體：
- AutoCAD：廣泛用於 2D 和 3D 設計和草圖繪製。
- SolidWorks：以用戶友好的界面和強大的 3D 建模功能而聞名。
- CATIA：以其高級曲面建模和工程能力而著稱。
- PTC Creo：提供全面的3D CAD、CAM 和 CAE工具。
- 轉檔為CNC兼容格式
完成CAD設計後，需要將其轉換為CNC兼容格式。最常見的格式是STL文件，使用三角形幾何來模擬3D模型的表面形狀。這種格式因其簡單性和與各種CNC軟體的兼容性而被廣泛使用。
常用的轉檔軟體：
- Autodesk Fusion 360：提供整合的 CAD、CAM 和CAE功能，包括文件轉換。
- SolidWorks：可以將設計輸出為各種CNC兼容格式。
- Blender：開源軟體，可將模型轉換為STL和其他格式。
- CAM 編程和刀具路徑生成
計算機輔助製造（CAM）軟體用於規劃加工過程，生成CNC機床將遵循的刀具路徑，並根據STL文件加工零件。
– 限制與加工原則：
– 刀具選擇： 選擇的刀具需要可以達到設計和功能性特徵。
– 加工時間： 複雜的刀具路徑可能增加加工時間，影響成本和效率。
– 材料去除率：平衡材料去除率與刀具磨損和熱量生成，以防止零件或刀具損壞。
常用的 CAM 軟體：
- Mastercam：先進的CAM軟體，以其靈活性和全面的刀具路徑生成而聞名。
- Fusion 360：整合的CAD/CAM軟體，提供廣泛的刀具路徑生成能力。
- HSMWorks：整合在SolidWorks中的 CAM 軟件，適用於高速加工。
4.CNC加工
生成的刀具路徑被加載到CNC機床中後便可以開始加工。CNC 加工包括多種操作，如銑削、車削、鑽孔和磨削，具體製程的選擇將取決於零件的設計和要求。CNC 機床以高精度遵循編程的刀具路徑，從工件上移除材料，創造所需的形狀。
常用的加工軟體：
- Mach3：廣泛用於業餘和小規模操作的 CNC 控制軟件。
- LinuxCNC：開源軟件，提供強大的 CNC 控制功能。
- Fanuc：各種專業 CNC 機床中使用的行業標準 CNC 控制系統。
- 表面處理
加工完成後，零件通常需要進行表面處理以達到最終的規格和表面處理。表處步驟可能包括去毛刺、拋光和塗層等。
限制與其他考慮條件：
– 設計限制： 雖然CNC機床可以製造複雜形狀，但某些特徵如深腔或凹陷可能具有挑戰性，或需要特殊工具。
– 材料浪費：CNC加工是減材過程，可能會產生大量材料浪費，尤其是在昂貴材料的情況下。
– 設置時間：為新零件設置CNC機床可能會需要一段時間，特別是設計相對複雜時。
– 成本： 高精度和複雜的加工操作會相對提高成本，包含機台設備和其他工具。
CNC 加工是一個全面且高精度的製造過程，涉及從CAD設計和CAM編程到加工和表面處理的多個步驟。每個步驟都需要仔細計劃和考慮各種原則和限制，以確保生產高質量的零件。通過了解CNC加工的複雜性，製造商可以優化其過程，高效地實現零組件需要的功能。如需相關材料和CNC加工過程的詳細規格和數據，請訪問我們的專用材料列表。如果您對CNC加工或任何項目有進一步的問題，請隨時聯繫我們。艾維的專業團隊將盡快回覆和協助您。
