CNC 加工设计基础

薄壁在切削力下会变形。在铝件上，壁高保持在约 10 mm 以内、刀具能从两侧接近时，0.8 mm 的壁可以加工。把同样的 0.8 mm 壁做到 20 mm 高，就会振刀、回弹，精加工后尺寸超差。对多数支架和壳体，1.5 mm 壁是更稳妥的默认值。316 不锈钢件壁厚保持 1.5 mm 以上，因为切削载荷更高，薄壁受力更大。

底厚同样重要。40 mm 型腔里 0.5 mm 的底，刀具从下方经过时会变形。我们通常建议铝件底厚至少 1 mm，钢件和钛件至少 1.5 mm。如果设计需要薄膜，比如爆破片，就用较厚的毛坯加工，再磨削或研磨到尺寸。这样 CNC 装夹保持简单。

加强筋有帮助。2 mm 壁每 20 mm 加一道 2 mm 加强筋，比单独的 4 mm 壁更刚，还能减重。先加筋，再加厚。我们 DFM 审核看到深腔时，最先指出的就是这一点。

• 1
  铝件最小壁厚短壁 0.8 mm，通用 1.5 mm
• 2
  不锈钢或钛件壁厚最小 1.5 mm，推荐 2 mm
• 3
  底厚铝件 1 mm，钢件 1.5 mm

每个内角都带有加工它的刀具半径。标准立铣刀留下的转角半径约等于其直径。如果图纸画的是尖内角，加工者必须提前停刀，再用更小的刀具或电火花清角。这会增加一次装夹和数小时工时。解决办法很简单：内角半径至少取型腔深度的四分之一，或最小 2 mm。

型腔深度决定刀具长度。刀具伸出长度超过直径约三倍就会开始让刀。6 mm 转角、12 mm 深的型腔需要 6 mm 刀具、12 mm 刃长，没问题。同样 6 mm 转角、60 mm 深的型腔需要细长刀具，会振刀并留下较差的表面。这种情况下，要么加大转角半径，要么接受阶梯型腔。

盲孔同理。钻头会留下锥形尖，平底孔需要再用立铣刀加工一次。如果设计能接受 118° 或 140° 钻尖，就在图纸上注明。这样每个零件都省一次换刀。

• 1
  内角半径≥ 型腔深度的 1/4，最小 2 mm
• 2
  深径比刚性切削保持在 3:1 以内
• 3
  盲孔底部注明钻尖角度或平底

图纸上的通用公差栏覆盖大多数尺寸。我们默认加工到 ±0.1 mm，这对支架、盖板和多数壳体足够。只在真正影响功能的尺寸上标注更紧的公差：轴承内孔、定位销孔、密封面。每个紧公差都增加检测时间，还可能迫使增加一次装夹。

我们能保持的最紧公差是关键特征上的 ±0.005 mm，通常用坐标磨床或高精度 5 轴加工中心。这一级别很少见，应留给配合面或压配合。如果整张图纸都标 ±0.005 mm，报价反映的是检测负担，而不是加工。

基准比公差值更重要。图纸上三个基准无法在一次装夹中触及，就会迫使我们重新装夹零件，每次移动都会累积误差。选择加工者在第一道工序就能碰到的基准。回转件用外圆作基准 A、端面作基准 B。这样所有尺寸都在同一坐标系内。

表面处理遵循同样的规则。Ra 1.6–3.2 μm 是加工态默认值，不额外收费。Ra 0.8–1.6 μm 需要锋利刀具做精加工走刀。Ra 0.2–0.8 μm 需要单独的精加工工序，有时要手工抛光。只在密封、轴承或光学表面需要的地方标注表面处理。

• 1
  默认公差一般尺寸 ±0.1 mm
• 2
  紧公差仅功能特征 ±0.005 mm
• 3
  默认表面Ra 1.6–3.2 μm，无额外费用
• 4
  精细表面Ra 0.2–0.8 μm，增加一道精加工工序

装夹次数是仅次于材料的最大成本因素。一面一次装夹加工完的零件便宜。增加第二面，价格就上升，因为零件必须翻面、重新对零并再次检测。增加第四面，价格再升。

设计时尽量减少加工面。把所有关键特征放在一个面或两个相对面上。如果某个特征必须在第三个面上，问它能否移到已经在加工的面。通常可以，只需对壳体或支架几何做小幅修改。

五轴加工能减少部分限制。五轴联动加工中心可在一次装夹中加工到五个面，因此倒扣和斜孔不再需要单独的工装夹具。我们配置 16 台五轴联动加工中心和 16 台车铣复合中心，正是出于这个原因。但五轴每小时的费用高于三轴，所以零件复杂时才划算，简单零件则不然。

对于长零件，我们最大行程可加工至 4,000 mm。超出此范围的零件需要拆分或设计为焊接件。请在图纸冻结之前尽早考虑这一限制。

6061-T6 铝是大多数机加工零件的默认选择。它切削快、公差保持性好，阳极氧化效果干净。7075 强度更高，但更容易产生粘刀，成本也更高。2024 切削性能好，但耐腐蚀性差，除非进行铝化处理或涂装。对于海洋或潮湿环境，选择 5052 或 5083。

303 不锈钢最易加工，适合轴和接头。304 和 316 更坚韧且会加工硬化，因此需要较低的进给和更刚性的装夹。17-4PH 经热处理后强度高，常用于航空航天和医疗领域。只要装夹得当，这些材料在关键特征上均可加工到 ±0.005 mm。

钛合金和 Inconel 则是另一回事。Ti-6Al-4V（TC4）导热性低，热量留在切削区，刀具磨损快。Inconel 更差。针对这些合金，壁厚和底厚应设计得更厚，并预期更长的加工节拍。如果零件不需要高温强度或高强重比，铝或钢会更便宜、更快。

塑料的表现又不同。POM 和 PEEK 公差保持性好；ABS 和 PP 易变形，刀具停留时可能熔化。对于塑料零件，应加大圆角，避免薄而无支撑的截面。碳纤维有磨蚀性，会快速磨损刀具，因此需要硬质合金或金刚石刀具。

• 1
  通用6061-T6 铝
• 2
  高强度铝7075、2024
• 3
  耐腐蚀316L 不锈钢、5052 铝
• 4
  高温Ti-6Al-4V、Inconel

发送 STEP 或 IGES 文件，以及带公差栏、基准和表面处理标注的 2D 图纸。如果图纸与模型不一致，以图纸为准。我们在 DFM 评审中会核对两者，并在报价前标出任何冲突。

我们的 DFM 评审在 12 小时内连同报价一起返回。评审会列出加工慢或有风险的特征，并建议修改。此项评审不收费，我们不会外泄你的文件。如需存档，可签署保密协议。

订单签署后 24 小时内可开始生产。标准零件 3–5 天发货。没有最小起订量，单个原型和 10,000 件批量走同一流程。每件零件发货前均经检验，可按要求提供报告。

这一切的目标很简单：在切下第一片切屑之前发现设计问题。图纸上改一个 2 mm 圆角不花成本。等工装夹具做好后再改，就要耽误几天。