如何为 CNC 加工准备 CAD 文件

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  要点速览
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  CNC 加工厂实际需要你的 CAD 文件提供什么
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  先设定单位、原点和几何，再处理其他
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  公差：模型按名义尺寸，标注按实际
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  简化那些花钱却无收益的特征
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  导出设置以及随文件一起发送的内容
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  分步操作：为 CNC 加工准备 CAD 文件
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  CAD 格式及各自适用场景

CAD 文件只是实体模型，仅此而已。它告诉机床材料应该在哪里。它不说明哪些面重要、哪个面会被看到、内孔要多紧。这些答案通常在图纸、PDF 或一封简短邮件里。

模型单独发来时，加工厂只能猜。猜要花时间。工程师可能花一小时重建设计师早已知道的尺寸。这一小时会体现在报价里。

为 CNC 加工准备 CAD 文件最快的方法，是把它当作一个包：实体模型、带公差的图纸、材料标注和表面处理标注。这个包让加工厂无需来回沟通即可报价。

文件格式的重要性低于人们的想象。STEP、IGES、Parasolid 和原生 SolidWorks 在我们这边都能干净转换。无法转换的是把网格存成实体，或带缝隙的曲面模型。

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  实体模型封闭无缝隙，尽量为单一实体，无零厚度壁。
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  2D 图纸或 PDF基准、± 公差、GD&T、螺纹标注、表面处理说明。
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  材料与表面处理合金牌号和表面处理，用纯文字写明。
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  数量与目标日期一件原型还是 10,000 件批量，会改变工艺路线。

从单位开始。按英寸建模、按毫米导入的模型会变成大 25.4 倍的零件。这种事每周都发生。把单位写进文件名：bracket_v3_mm.step。只需四秒，就能避免毛坯报废。

把原点设在有用的位置。主内孔中心、安装面或毛坯角点。模型建在离原点 800 mm 处，屏幕上看着没问题，在 4,000 mm 的铣床上却会造成装夹错误。让零件靠近原点。

先检查壁厚，再检查其他。6061 铝可加工到 0.8 mm 壁厚。钛合金 TC4 的 0.5 mm 薄壁会振刀和变形。薄壁如果是功能性的，要说明；如果是外观性的，加厚。

删除重复实体、多余曲面和构造几何。带 40 个隐藏实体的 STEP 文件会让 CAM 编程员手工重建模型。一个干净的实体比杂乱的装配体报价更快。

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  文件名带单位bracket_v3_mm.step 或 bracket_v3_in.step。
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  原点靠近零件在几百毫米内，而不是几米外。
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  最小壁厚铝约 0.8 mm，不锈钢 1.5 mm，钛合金更大。
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  单一实体除非装配体确实有运动，否则用布尔运算合并为一个实体。

按名义尺寸建模。10 mm 的销在 CAD 里就是 10.000 mm。公差告诉加工厂它可以落在 9.990 到 10.000 mm 之间。如果你为了分摊公差把销建成 9.995 mm，加工师傅就得去够一个你编出来的数，图纸和模型从此永远不一致。

每个公差都要有理由。轴承内孔需要压配合，所以标注紧。M6 螺栓的过孔最多 ±0.2 mm。当每个尺寸都标 ±0.01 mm 时，加工厂必须检验每个尺寸，价格会快速上升。

工艺需要时，我们的机床可保持 ±0.005 mm（±0.0002 in）。这个数字是能力，不是默认值。达到它意味着更慢的走刀、更多检验和更高价格。只在配合依赖它时才用。

表面处理遵循同样的逻辑。Ra 0.8–1.6 μm 是常规机加工表面。Ra 0.2–0.8 μm 需要在良好装夹下加一道精加工。只在接触或密封的面标注表面处理。

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  名义模型不预先缩放，不把公差链烘进几何。
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  按功能给公差配合、密封和基准给紧值。过孔不必。
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  能力不是默认±0.005 mm 可做到，但不是价格基准。
• 4
  只在关键处要求表面处理Ra 0.8–1.6 μm 为标准；Ra 0.2–0.8 μm 按要求提供。

尖锐的内角无法加工。每把立铣刀都有半径。用 Ø6 mm 刀具加工 12 mm 深的型腔，会留下 3 mm 的转角半径。如果模型上是尖角，编程员会加一个半径，零件就变了。请按你能接受的半径建模。

深腔是第二大成本驱动因素。型腔深度超过刀具直径约四倍时，就必须换更小的刀具、降低进给、增加走刀次数。如果型腔深 20 mm，就要按 Ø6 mm 或更大的刀具来规划，并给转角留 3–4 mm 半径。

螺纹应以标注说明，不要建模。带真实螺旋线的建模螺纹会给文件增加数千个面，拖慢 CAM。一个简单的圆柱孔加注「M6 × 1.0，深 12 mm」就够了。对于攻丝孔，按小径或公称孔径建模，并注明螺纹。

没有功能的圆角和倒角纯属成本。内边缘上 0.5 mm 的装饰性圆角可能需要很小的刀具和很长的精加工走刀。删掉它，或改成 2–3 mm。去毛刺边缘在图纸上标注 0.5 mm × 45° 倒角即可。

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  转角半径至少为型腔深度的三分之一，或采用你能接受的刀具半径。
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  型腔深度保持在刀具直径的 4 倍以内。更深意味着更小的刀具和更高的成本。
• 3
  螺纹用标注不要建模螺旋线。注明螺纹和深度。
• 4
  装饰性圆角删除或放大。0.5 mm 的内圆角成本很高。

通用实体模型导出为 STEP AP214。AP203 会丢失颜色和部分装配数据；AP214 两者都保留，且能在大多数 CAM 系统中干净导入。如果工厂运行你的原生 CAD 版本，可以附上作为备份，但 STEP 是更稳妥的交付格式。

导出分辨率要设高。低精度导出会把光滑的内孔变成多边形。Ø40 mm 的内孔按粗网格导出，对边测量可能只有 39.7 mm。这种误差在查看器里看不出来，在三坐标测量机上却一目了然。

随模型一起发送 PDF 图纸。PDF 承载基准、GD&T、螺纹标注、材料和表面处理信息。两个文件用同一版本号命名：housing_revB.step 和 housing_revB.pdf。版本混淆是导致零件做错的真实原因。

如果零件涉密，发送任何内容前先要求签署 NDA。我们的上传通道安全保密，可按需提供 NDA。首次报价我们只需要足够的几何信息来估算加工节拍和装夹次数。

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  格式首选 STEP AP214，Parasolid 或原生 CAD 作为备份。
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  分辨率采用精细网格，使圆弧在导出文件中保持圆形。
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  图纸PDF，包含基准、公差、螺纹、材料和表面处理。
• 4
  版本命名模型和图纸使用相同版本号。切勿覆盖已发送的文件。