如何学习 CNC 加工

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  如何学习 CNC 加工：要点
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  先学机床，再学软件
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  先手写 G 代码，再用 CAM
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  进给、转速与切削深度
• 5
  工件夹持与装夹决定结果
• 6
  试运行与安全习惯
• 7
  学习 CNC 加工的七个步骤
• 8
  自己加工还是外发？

从机床开始，而不是从屏幕开始。三轴铣床有三个直线轴：X 左右、Y 前后、Z 上下。四轴机床增加一个转台，我们运行的机床上通常为 Ø400 mm。五轴加工中心可倾斜和旋转工件或主轴，一次装夹即可加工五个面。

站在控制面板前，大声说出每个部件：主轴、刀柄、虎钳、工装夹具、工作台、导轨防护罩。观察一次换刀和一次刀具偏置调用。初学者的撞机大多来自偏置错误或工件零点错误，而不是刀路不好。

接下来学习坐标系。机床坐标固定在机床上。工件坐标位于工件上，用寻边器或测头设定。刀具长度偏置告诉控制系统每把刀有多长。把这三者搞清楚，未来一半的撞机就会消失。

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  轴X、Y、Z 为直线轴；A、B、C 为旋转轴。手动移动前先弄清哪个方向为正。
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  零点工件零点设在角上或中心，然后对每把刀。
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  安全手放在进给保持上，开启单段，首次运行调低快速移动倍率。

手写几个短程序：一次端面铣、一个方形型腔、一个钻孔。十行 G 代码比看十小时 CAM 预览教得更多。学习 G00 快速移动、G01 进给、G02 和 G03 圆弧、G81 钻孔循环、M03 主轴正转。

手写代码能让你明白 CAM 刀路为什么长那样。当软件输出一长串小圆弧时，你会知道它是在逼近曲线，而不是因为讨厌你才切 400 段直线。

然后转向 CAM。Fusion 360 入门成本低，Mastercam 和 NX CAM 在加工车间很常见。选一个，坚持用六个月。过早换软件每次都会重置学习曲线。先出简单的 2.5D 零件程序，再做 3D 轮廓。

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  手写代码在接触 CAM 之前，先编写并运行端面铣、型腔和钻孔循环。
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  CAM 选择一个软件用六个月。入门用 Fusion 360，车间用 Mastercam 或 NX CAM。
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  后处理检查每个零件读一遍后处理出的代码。进给错误或漏开切削液会在这里暴露。

三个数值几乎控制一切：表面速度、每齿进给和切削深度。表面速度是刀尖掠过材料的速度，单位为 m/min 或表面英尺每分钟。每齿进给是每转每个刀齿切除的材料厚度，单位为 mm/齿 或 英寸/齿。

用硬质合金立铣刀加工 6061 铝时，表面速度约为 300–500 m/min。304 不锈钢降到 60–120 m/min。低碳钢为 90–150 m/min。进给率等于主轴转速乘以刀齿数再乘以每齿进给。如果刀具 3 个刃，在 8,000 rpm 下每齿 0.05 mm，进给就是 1,200 mm/min。

切削深度决定刀具和机床能承受多大负荷。对刀具寿命而言，高进给轻切削往往优于低进给深切削。如果听到振纹，先减小径向切宽，再调进给。不要只把主轴转速降下来。

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  6061 铝表面速度 300–500 m/min，3 刃硬质合金，吹气或微量润滑。
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  304 不锈钢表面速度 60–120 m/min，进给稳定，不要在切削中停顿。
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  1018 低碳钢表面速度 90–150 m/min，开切削液，注意加工硬化。

虎钳是夹持矩形块最快的方式。对于薄板，虎钳会使工件弯曲，松开后已加工面会回弹。使用按工件轮廓加工的软爪，或用低矮压板把板压紧在工装板上。

第二道工序翻面并设定新零点。如果工件有已加工面，用对刀仪或测头在该面上对刀。把偏置写下来。沿用第一道工序的旧偏置是切到虎钳的常见原因。

薄壁、深腔和长刀具在切削力下都会让刀。6 mm 立铣刀伸出夹头 60 mm 会偏让。要么缩短伸出量，要么用更大刀具，要么采用更轻的切削。机床不会告诉你刀具在弯曲，但壁厚会。

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  薄板用软爪或夹具板。只用虎钳钳口会把零件压弯。
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  第二道工序在已加工面上重新设零点，再用百分表验证。
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  长刀具缩短伸出量或减小径向切深。让刀会在壁面上显现出来。

首件先空跑。盯住位置显示，在脑中确认每一个动作。然后在蜡块或软塑料块上实跑。如果零件有难加工特征，这时就会发现刀柄在刀具到达型腔前先撞上虎钳。

每个工件都做记录。材料、刀具、线速度、每齿进给、切深、主轴转速、进给、切削液、结果。做满二十个零件后，这份记录比任何在线计算器都更能说明你车间里什么参数管用。它也会告诉你什么坏了、为什么坏。

保安全的习惯很简单。一只手放在进给保持附近。首件开单段。快速倍率打到 25%。主轴转动时绝不伸手进机床。每次换刀后都核对刀补，一次不落。

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  空跑完整程序，不放材料，盯住显示和间隙。
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  蜡或塑料在软料上跑第二遍，抓刀柄和夹具的碰撞。
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  工件记录记下每个数字。做满二十个零件后，这就是你自己的切削数据手册。