哪種類型的 CNC 加工適合我的項目?

有證據表明，早在公元前幾百年，機械加工就已被用于制造物體，但我們所知道的計算機數控 (CNC) 加工始于 18 世紀，當時蒸汽被用于自動化生產過程。在 1940 年代后期，麻省理工學院的研究人員開發了第一個可編程加工系統，使用打孔紙卡(也稱為數控技術)來指導機器的運動。20 世紀中期的數字計算熱潮徹底改變了制造領域，最終催生了當今先進的機器人 CNC 機器。

CNC加工使制造商能夠使用幾乎任何材料(包括金屬、塑料、復合材料、泡沫，甚至木材)制造具有一致質量的高精度零件。由于 CNC 加工高度自動化，它為制造商提供了一種經濟高效的方式來執行定制的獨一無二的項目和中等批量的生產運行。

在這篇文章中，我們將引導您了解不同類型的 CNC加工，以及哪些類型最適合特定零件和應用。

CNC加工的工作原理

3D 打印等增材工藝從頭開始制造零件，而 CNC加工是減材工藝，這意味著它通過從稱為“空白”或“工件”的實心塊逐漸去除材料來制造成品。CNC 機器通過數字設計文件進行指導，這些文件被翻譯成設備應如何切割工件的說明。

使用計算機自動化和控制加工過程可以極大地提高制造商的生產力。由于多臺 CNC機器可以使用相同的設計文件在多個統一的工件上進行相同系列的切割，因此它們可以比人類更快地創建零件。

作為一種高度可復制的生產過程，CNC 加工在制造業中發揮了重要作用，并在很大程度上促成了快速原型的誕生。在穿孔帶和計算機數控技術出現之前，零件必須手工加工。這總是在最終原型產品中造成很大的誤差，尤其是在機器用于大規模手動制造時。CNC 加工通過在流程中引入更高的效率來改變制造，從而以統一的質量和速度實現快速原型制作和大規模生產。

現代 CNC 加工是一種通用的制造工藝，可生產高精度零件，可用于在各行各業制造各種產品。這包括從汽車底盤和飛機發動機到園藝工具和手術設備的一切。

數控機床的種類

數控機床有兩種類型：三軸和多軸。

三軸加工

三軸加工包括CNC銑削和CNC車削過程，兩者都涉及在工件被切割時沿著三個線性軸移動切割裝置(三個軸是從左到右，來回，和上和下)。

使用 CNC銑床，工件在切削工具或鉆頭高速旋轉以去除材料時保持靜止，從而產生高精度的零件。這些機器易于編程和操作，可用于制造大多數具有簡單幾何設計的零件。

然而，由于切削工具和鉆頭只能沿三個軸移動，工件的某些設計或區域可能難以完成或到達。旋轉工件通常是一種解決方法，但在銑削過程中每個零件多次旋轉會迅速增加生產成本。

另一方面，CNC車削過程涉及將工件連接到旋轉主軸上并使用車床對零件進行成型。與 CNC 銑床相比，車床可以更快地以更低的成本生產零件，尤其是在用于大批量生產運行時，但它們的主要限制是它們只能用于制造旋轉對稱的零件。這包括螺絲、碗和椅子腿等零件。

多軸加工

多軸 CNC 加工系列包括三個過程：分度 5 軸 CNC 銑削、連續 5 軸 CNC 銑削和帶動力刀具的車銑復合加工。

與 3 軸加工相比，多軸加工可在銑削和車削過程中實現更大的運動自由度。在 3 軸工藝中，工件或切削刀具都旋轉(但不能同時旋轉)，而 5 軸工藝允許兩者都沿三個線性軸旋轉和移動。雖然這為制造更復雜的零件提供了機會，但多軸機器更昂貴，并且需要專門的機器和操作員。

分度 5 軸 CNC 銑削有時也稱為 3+2 CNC 銑削，因為在加工過程中，刀具僅沿三個線性軸移動，而工件具有兩個旋轉自由度。5 軸銑削的主要優點是工件不再需要在操作之間手動重新定位，從而可以更快、更準確地創建具有復雜幾何形狀的工件。

連續 5 軸 CNC 銑床允許刀具和工件在每次操作期間同時旋轉和移動。這使得制造商可以創建極其復雜的幾何形狀，其具有光滑的“有機”表面，而使用其他形式的技術無法以相當的精度復制這些幾何形狀。一般來說，這是每個零件最昂貴的 CNC 加工形式。

銑車數控中心將數控車床的元件與銑刀相結合。工件固定在主軸上，該主軸既可以像車床一樣旋轉，也可以將工件固定在特定角度(類似于 5 軸 CNC 銑床的功能)。高生產率與幾何制造的多功能性相結合，使該工藝成為制造旋轉對稱性相對寬松的離心壓縮機和凸輪軸等零件的理想選擇。

多功能且具有成本效益的制造解決方案

雖然所有 CNC 加工工藝都允許制造商使用各種材料制造出始終如一的精確零件，但不同機器的軸數有助于制造某些類型的零件。例如，那些設計簡單的機器可以使用 3 軸系統快速且經濟地制造出來，而 5 軸機器可以很好地定位以提高速度和精度來創建幾何復雜的零件。

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