CNC 加工流程：分步指南

• 1
  切削前要先确定的事
• 2
  CNC 加工流程中的设计与 CAD 准备
• 3
  CAM 编程与刀路策略
• 4
  工件夹持与装夹：公差成败的关键
• 5
  切削、过程检查与停机时机
• 6
  去毛刺、精加工与终检
• 7
  CNC 加工流程分步详解
• 8
  常用材料的初始参数

每个机加工零件都始于 3D 模型，但可打印的模型和可加工的模型不是同一个文件。把 CAD 文件发给工厂前，要在待切削表面留出加工余量，定义操作员对刀的基准面，并确认每个特征刀具都能到达。3 mm 内角、25 mm 深的型腔无法用标准立铣刀加工，需要更小的刀具、清角或改变形状。

公差也是这一阶段确定的。每个尺寸都标 ±0.005 mm 的图纸成本高且往往没必要。只标注配合面、内孔和密封面。一般尺寸标 ±0.1 mm 仍能正常使用。把公差分为关键和非关键两组的工程师，通常报价更低、检验争议更少。

补充操作员无法猜测的注释：材料牌号与状态、表面粗糙度要求、热处理及任何镀层。对 6061-T6，硬质阳极氧化每面增加 0.02–0.05 mm，会改变内孔直径。若这有影响，要在文件中注明。DFM 评审能在排产前发现这些问题。

• 1
  基准策略选三个正交面，首次装夹时尽量不切削它们。
• 2
  转角半径内角至少为刀具半径的 1.2 倍；3 mm 半径适合 5 mm 立铣刀。
• 3
  螺纹标注使用标准公制或统一螺纹；非标牙型需增加丝锥或螺纹铣削循环。
• 4
  文件格式实体用 STEP AP214，车间用带公差栏的 2D PDF。

CAM 把模型转成 G 代码。编程员选择毛坯尺寸、坐标系、刀具清单和切削顺序。对矩形块料，先铣顶面，再粗铣外轮廓，再粗铣型腔，然后钻孔，最后精加工。这个顺序让零件尽可能长时间保持刚性，并避免已加工表面被二次切削。

刀路策略比多数人想象的更重要。自适应或摆线粗加工保持低径向接触，通常为刀具直径的 8–12%，让刀具切得更深而不振颤。6061 铝件上，12 mm 三刃硬质合金立铣刀可用 3,000–4,000 rpm、1,500–2,500 mm/min 进给、6 mm 轴向切深。316L 不锈钢则把线速度降到 60–90 m/min，刀具寿命会更短。

编程员还要决定余量留多少。常用规则是精加工留 0.3–0.5 mm 径向、0.1 mm 轴向。不留余量，精加工就会过载，表现为表面质量差或刀具断裂。程序运行前先仿真。30 秒的仿真比撞主轴便宜得多。

• 1
  粗加工接触自适应刀路的径向步距保持为刀具直径的 8–12%。
• 2
  精加工余量留 0.3–0.5 mm 径向、0.1 mm 轴向，再走一刀轻切削。
• 3
  切削液不锈钢和钛合金用大流量浇注；铝和塑料用吹气或雾化。

台虎钳、夹具板或卡盘夹持零件，每一种都会引入变形。虎钳钳口夹持面积小，薄壁会弯曲。四爪卡盘会把薄环压成椭圆。解决办法往往很简单：在零件下方支撑、使用按零件轮廓加工的软爪，或增加最后切除的工艺凸台。

装夹也确定零点。用测头或寻边器碰基准面，再用千分表确认。第二道工序时，在机床上切削软爪可保证软爪与主轴一致，通常比在同一虎钳中重新夹持更准确。

多轴加工改变了规则。五轴转台上，转台每次分度都会增加定位误差。若零件不同面上的特征之间有严格的位置度要求，要确认机床能否一次装夹保证，或该公差是否属于带专用夹具的二次工序。

• 1
  薄壁壁厚低于 2 mm 时，用软爪或低熔点夹具材料支撑。
• 2
  二次装夹在机床上以相同主轴转速车削软爪，以保持同轴度。
• 3
  旋转误差分度式五轴定位可能带来 0.01–0.02 mm 误差；用机内测头验证。

程序运行后，操作员关注三件事：声音、切屑颜色和负载。尖叫声说明振刀；铝件切屑发蓝说明转速过高或进给过低；主轴负载突增说明刀具切入材料多于计划。每次只调一个变量。同时改转速和进给，就无法判断哪个起了作用。

过程检查能在最后一个特征切削前发现漂移。批量加工时，测首件，之后每 10 件测一次，并跟踪趋势。内孔每 20 件增大 0.003 mm 是热问题，不是编程问题。停机，让机床稳定，再复测。

知道何时停机并重新装夹。如果精加工出现振刀，且调整进给无法消除，问题在装夹。继续加工会做出外观合格但通不过检验的零件。取下零件，改善支撑，重新开始该工序。

• 1
  切屑颜色铝：银色至浅草黄。不锈钢：浅草黄。蓝色或紫色说明过热。
• 2
  热漂移首次紧公差切削前，主轴预热 15–20 分钟。
• 3
  停机规则如果两次参数调整仍不能消除振刀，就修正工件夹持。

锐边是缺陷，不是细节。根据边数选择手工工具、陶瓷纤维刷或振动光饰机去毛刺。陶瓷磨料的振动光饰机可将边角均匀倒圆至 0.1–0.2 mm 半径；手工处理几条边更快，但整批一致性差。

表面粗糙度要求决定最后工序。加工态 Ra 1.6–3.2 μm 适合多数支架和壳体。密封面和轴承内孔通常需要 Ra 0.8–1.6 μm，一般意味着用新刀片或更小步距单独走一次精加工。低于 Ra 0.8 μm，需在加工后安排磨削、研磨或抛光。

终检将零件与图纸对比。位置和轮廓用三坐标测量机，直径用千分尺，孔用塞规。首件检验时，在气泡图上记录每个尺寸。批量生产时，检验关键尺寸并将数据随批次保存。钜亮五金（GreatLight）出货前 100% 检验，可按要求提供报告。

• 1
  倒边除图纸注明锐边外，所有外边缘倒 0.2–0.3 mm 倒角或圆角。
• 2
  精加工新刀片、0.1 mm 切削深度、较高转速、较低进给，以达到 Ra 0.8 μm。
• 3
  文档首件报告、材料证明和表面处理证明随批次保存。