CNC加工的优点和缺点.docx

cnc加工是制造金属和塑料部件的最重要的制造工艺之一。什么是机加工？从最宽松的意义上讲，机械加工是将材料从实心块上切下的任何制造过程。由于材料被切除而不是引入，因此机加工被称为“减法”制造过程。（引入材料的工艺，例如 3D 打印，被称为“增材制造”工艺。）加工过程中使用的材料可以是金属、塑料或其他东西，设备和刀具可以采取各种形式。钻孔、车削和铣削只是从块（通常称为“工件”）中去除材料的一些方法。机械加工的这一定义自 19 世纪以来就已存在。它今天仍然适用，尽管控制切削工具的方法已经有了很大的发展。什么是计算机数控？所有加工过程都涉及切削刀具的受控运动。然而，传统加工工艺与当今更先进技术的最大区别在于控制手段。在机械加工的早期，所有刀具都在一定程度上由手工控制。机械师手动调整他们的铣床和车床，使用杠杆或轮子将切削工具的锋利边缘指向工件的适当部分。这仍然是一种常见的技术，专业的机械师可以以高精度加工材料。示踪剂和图案也可用于提高准确性和可重复性。然而，现在有了手动加工的替代品，其中最重要的是 CNC 加工或计算机数控加工，它在 1940 年代和 1950 年代被引入。CNC加工涉及使用计算机来指导机器的切削工具。数字指令不是依靠人类机械师将切割工具移动到工件的不同部分，而是将机器引导到精确的坐标，使其无需帮助即可操作。CNC加工过程是如何工作的？CNC 加工过程从零件的数字 3D 设计开始，该设计是使用计算机辅助设计 (CAD) 软件创建的。CAD 软件允许工程师创建零件的视觉渲染：可以根据需要在屏幕上调整 3D 形状，并且该软件有时可以进行模拟以预测设计在现实世界中的工作方式。CAD 设计完成后，会使用计算机辅助制造 (CAM) 软件将其转换为称为“G 代码”的东西，它本质上是 CNC 机器的一系列指令。机器本身无法像人类一样理解 3D 形状，但它可以理解一系列简单的指令，当遵循这些指令时，最终将导致创建 3D 形状。G 代码包含诸如机器电机应该在何时何地移动、它们应该运行多快等信息。这些电机按照 G 代码的说明引导机器，以便它可以从适当的部分去除材料。工件。按照所有说明进行操作后，结果将是一个完整的零件，该零件与在 CAD 软件上所做的原始设计相匹配。然后可以将零件用于其最终目的、进一步改进或重复复制。工程师使用 CAD 软件设计零件 > 设计转换为 G 代码 > G 代码指示刀具 > 刀具从工件上去除材料 > 工件成为成品件CNC加工的优点CNC 加工是一种广泛用于原型和生产零件的制造工艺。这要归功于几个因素，包括成本、时间和加工零件的特定机械优势。精度由于 CNC 机器遵循计算机指令，因此它们非常精确甚至比最熟练的人类工程师还要精确。大多数 CNC 机器的精度约为 0.02 毫米，这意味着可以以非常严格的公差制造复杂零件。消除错误是制造商的重中之重，CNC 机器极大地降低了出错的可能性。重复性根据计算机指令制造零件的一大好处是，这些指令可以反复执行而无需更改任何内容。只要设备本身维护良好，CNC 机器就可以一遍又一遍地复制相同的零件。使用手动技术要做到这一点要困难得多：即使是最好的机械师也很难每次都创造出完美的复制品。可扩展性可重复性对扩大生产也有有益的影响。由于加工作业可以重复多次（如果需要，还可以在多台机器上重复），因此公司可以快速将单个原型变成十万件相同零件。只要数字文件保持安全，制造商就可以无限复制加工零件。劳动力成本低尽管所有自动化工作都有道德方面的考虑，但与传统机械加工相比，使用 CNC 机床可以降低生产成本。一旦 G 代码被创建并发送到机器，它就可以无人看管。当然，减少加工劳动力并不一定会导致人力过剩。相反，一旦零件离开 CNC 机床，这些机械师可能会选择专注于为零件提供卓越的表面处理。多功能性CNC 机器能够处理多种材料，并且可以创建一系列复杂的形状。因此，它们被用于各种各样的不同部件，从汽车部件到食品容器。耐力大多数数控机床可以全天候工作，维护相对简单。只要在必要时维护和更换切削刀具，CNC 机床就可以表现出令人印象深刻的耐力，从而可以快速进行大批量生产。CNC加工的缺点尽管 CNC 加工用于各种各样的应用，但它并不适合所有制造工作。它的限制范围从几何限制到成本因素。成本CNC机器是比手动机器贵得多的设备，这反映在CNC加工零件的价格上。然而，随着 CNC 变得更加普及，这种价格差异将变得更小。成本因素也很大程度上取决于数量。对于一次性零件，3D 打印可能是比 CNC 加工更便宜的替代品；对于数十万个零件，像注塑成型这样的大规模制造过程可能更具成本效益。