CNC 加工使用 AutoCAD：从 DWG 到机床运动

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  CNC 加工用 AutoCAD 做什么，不做什么
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  CNC 编程中的 2D 绘图与 3D 实体
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  后处理：DWG 几何如何变成 G 代码
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  基于 AutoCAD 的工作何时不再适用
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  从 AutoCAD 文件到加工零件的分步流程
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  哪种工件该发哪种文件

AutoCAD 是绘图和建模工具，它定义材料边界在哪里。CNC 加工用 AutoCAD 先确定形状：孔中心、型腔底面、圆角、倒角、螺纹标注，以及检测时测头会接触的基准边。图纸本身不切削金属。

链条的后半段是 CAM。CAM 程序读取几何，按刀具半径做偏置，决定下刀量和步距，加入切入切出圆弧，并写出 G 代码。机床控制器实际运行的是这段代码。AutoCAD 位于这条链的前端，而非中段。

这对报价很重要。干净的 DWG 能缩短编程时间，但仅凭 DWG 无法得知公差、材料状态或哪个面是功能基准。这些来自图纸注释和 3D 模型。两者冲突时以图纸为准，因为检测报告是依据图纸测量的。

所以实用规则是：用 AutoCAD 定义名义几何，然后交付 STEP 或 IGES 文件，外加带公差的 PDF 图纸。加工厂需要这一对文件才能给你真实报价。

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  AutoCAD 定义名义形状曲面、孔、凸台，以及零件坐标系的原点。
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  CAM 定义刀具运动进给、转速、刀路，以及后处理 G 代码。
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  图纸定义验收标准公差、基准、表面处理和材料状态。

很大一部分生产零件从 2D 几何开始：带孔阵的板、支架轮廓、垫片外形。这里 2D DWG 或 DXF 就够了。编程快，操作员几乎无需解读就能对照图纸核对孔位。

3D 实体改变了工作方式。曲面必须缝合，AutoCAD 中看不见的缝隙或自相交，在 CAM 系统中会变成刀路错误。屏幕上看似实体的模型，仍可能无法干净地偏置。出现这种情况时，要改模型，而不是改 CAM 设置。

曲率是另一个限制。以网格建模的自由曲面，若网格密度不够细，加工后会有小平面痕迹。外观原型粗一点可以；密封面或轴承内孔必须是真实几何，不能是多边形近似。

还有一点能省后续时间：保持模型单位一致。我们见过以英寸绘制、导出为毫米的 DWG 文件，报价大了 25 倍。请在文件名或标题栏中注明单位。

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  2D 足够板、支架、轮廓，以及任何由平面外形定义的零件。
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  需要 3D 实体曲面轮廓、过渡圆角，以及带复合角度的零件。
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  网格不是曲面细分实体在曲面加工后会留下小平面痕迹。

后处理是把 CAM 输出转换为某一特定机床方言的步骤。Fanuc 铣床、Heidenhain 控制系统和车铣复合中心都接受 G 代码，但接受的 G 代码并不相同。后处理器负责固定循环、换刀语法、工件偏置和旋转轴方向。

刀具选择在这里决定大部分成本。6 mm 立铣刀可清出圆角半径 3 mm 的型腔；1.2 mm 的角需要 2 mm 刀具，且进给更低、走刀次数多得多。尖锐内角是设计迫使使用小刀具、延长循环时间的典型情况。

公差也在此阶段介入。我们的标准加工公差是关键特征 ±0.005 mm（±0.0002 in），该水平需要轻径向切深的精加工走刀，而非单次粗加工。CAM 程序员在排产前就设置好。

程序验证后，机床运行。出货前 100% 检测覆盖原材料检查、过程监控和终检，报告可按需提供。

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  后处理器匹配控制系统针对具体机床的循环、偏置和旋转运动语法。
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  刀具尺寸决定转角极限型腔转角不能比刀具半径更尖。
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  精加工走刀保证公差最后一道轻径向切深控制尺寸和表面质量。

AutoCAD 不是 CAM 系统。它不会告诉你刀具够不到某个特征、壁太薄夹不住，或深腔需要更长刀具但挠度更大。这些判断在 CAM 和车间现场做出。

软件也不能替代公差纪律。两个零件在 AutoCAD 中建模完全相同，在 ±0.05 mm 与 ±0.005 mm 下表现会完全不同。几何相同，工艺不同。涂层、热处理和去应力可能在最后一道切削后使零件变形，所以工序顺序和图纸同样重要。

材料选择又增加一层边界。6061、7075 和 ADC12 铝的切削表现不同。316L 和 17-4PH 不锈钢会加工硬化。TC4 钛合金和 Inconel 需要更低的表面速度和更刚性的装夹。同一刀路并非对所有这些材料都最优。

对于长零件，我们的五轴加工中心最大加工尺寸为 4,000 mm，行程范围为 4,000 × 400 × 150 mm。如果零件超出该范围，就必须拆分或改用其他方式制造，再仔细的制图也改变不了这一点。