如何将 AutoCAD 与 CNC 机床配合使用

• 1
  要点速览
• 2
  在接触 CNC 之前先设置好 AutoCAD 图纸
• 3
  CNC 加工中的 2D 绘图与 3D 实体
• 4
  经得起加工的公差与配合值
• 5
  导出 CAM 软件能接受的 DXF 和 DWG 文件
• 6
  从 DXF 到 G 代码：CAM 编程人员做什么
• 7
  机床上的工件夹持与首件检查
• 8
  如何将 AutoCAD 与 CNC 机床配合使用：7 个步骤
• 9
  AutoCAD 与 CNC 机床配合使用最适合的场景

大多数废品始于图纸，而不是主轴。打开 AutoCAD 时把单位设为毫米或英寸，绝不要无单位。如果车间用公制，输入 UNITS 并选择小数毫米、精度 0.000。在 4,000 mm 的板材里混入 25.4 的换算系数，是最快把零件切废的方式。

在模型空间按 1:1 绘图。绝不要缩放几何图形去适应标题栏。如果支架长 180 mm，它在图纸中就是 180 个绘图单位。视口比例只应放在布局中，而 CAM 软件完全忽略布局。

把对象捕捉设为端点、中点、圆心和交点。关闭最近点。最近点捕捉是孔偏离中心 0.3 mm、配合销压不进去的主要原因。

把图层当作加工地图，而不只是颜色。一个图层放外轮廓，一个放通孔，一个放螺纹孔，一个放雕刻或折弯线。用直白的英文命名，让 CAM 编程人员不用猜就能给每个图层分配刀具。

二维轮廓覆盖了很大一部分 CNC 加工：板材、法兰、垫片、支架以及激光或水刀毛坯。用多段线绘制闭合轮廓，每个角点都严格按图纸位置放置，深度交给 CAM 设定。没有缺口或自交的闭合多段线几秒钟就能导入。

带有型腔、沉孔、倒角、加强筋或过渡圆角的零件需要真实的 3D 几何图形。AutoCAD 可以用 EXTRUDE、SUBTRACT 和 FILLETEDGE 构建实体，这些实体可导出为 STEP，供 CAM 和机加工车间自己的装夹使用。型腔的平面图几乎无法告诉加工人员深度或转角半径。

保持模型干净。删除游离点、零长度线和重复几何图形。只有在块妨碍 CAM 选择时才分解块，然后清理图纸。一个本该只有 60 个图元却有 4,000 个图元的文件会拖慢后续每一步。

对于车削件，把轮廓建模为旋转实体，或绘制干净的半剖视图。CAM 车削软件读取轮廓和中心线，开放或重复的中心线会产生断裂的刀路。

如果几何图形来自客户的 STEP 文件，除非车间要求，否则不要在 AutoCAD 中重新建模。导入它，对照图纸检查关键尺寸，并以书面形式记录任何不一致。

AutoCAD 允许你输入任何数字。机床只能保持一个范围。钜亮五金（GreatLight）在关键特征上可保持 ±0.005 mm（±0.0002 in），这个数字应当影响你的绘图。不要给外观边缘标 ±0.01 mm，也不要让压配内孔停留在公称尺寸却完全没有公差。

对于典型的钢制定位销，轻压配合大约比销直径小 0.010 到 0.020 mm。对于铝，再加约 0.005 mm，因为较软的材料在相同切削下变形更大。这些是起始值，不是通用规则，销供应商的数据表优先。

表面处理与公差相互影响。内孔保持在 Ra 0.8–1.6 μm 与 Ra 1.6–3.2 μm 的表现不同，紧配合通常需要更细的范围。把表面处理标注写在图纸上，让 CAM 编程人员选择正确的步距和进给。

标注加工人员实际能接触到的基准。曲面或理论交点上的基准无法打表。选择一个平面或内孔，标为 A，其余从那里引用。

导出这一步决定下一个人是花十分钟还是两小时。运行 OVERKILL 删除重叠线，然后运行 AUDIT 捕捉图纸错误。使用 PURGE 清除未使用的图层和块。在任何导出之前保存一份干净的母版副本。

2D 加工时，导出车间能读取的 DXF 版本。R12 或 2000 DXF 是激光、水刀和多数 CAM 软件最稳妥的通用格式。若 CAM 软件版本较新且需要保留样条曲线，则用 2013 或 2018 DXF。

3D 加工时，默认用 STEP AP214。STL 只用于 3D 打印，生成的是多面体表面，机加工人员不会用。IGES 在航空航天供应链中仍有使用，但 STEP 是更好的首选。

文件命名要便于查找：part-number_revision_material.dxf。图纸 PDF 要和几何文件一起发，不能只发 PDF。PDF 说明设计意图，但切不了金属。

CAM 软件导入 DXF 或 STEP，然后指定刀具、深度和加工策略。编程员设置毛坯尺寸、工件偏置和安全平面。这些都不在 AutoCAD 里，所以图纸必须没有歧义。

刀路选择取决于几何形状。6 mm 平底立铣刀无法加工半径小于 3 mm 的内角，所以图纸不应在型腔底面标注 1 mm 内角。改用更小的刀具，或在图纸上修改圆角半径。

切削深度取决于材料和刀具。在 6061 铝中，10 mm 硬质合金立铣刀通常以 3,000 到 8,000 rpm 运行，轴向切深 1.5 到 3 mm。在 316 不锈钢中，切深约为三分之一，表面速度更低。

仿真能发现其余问题。在 CAM 仿真器中运行刀路，检查过切和快速移动碰撞，然后按控制器格式后处理。Fanuc、Siemens 和 Heidenhain 的输出略有不同，由后处理器处理。

DXF 再完美，装夹不好照样失败。板材加工时，夹在外侧余量上，留连接筋或牺牲垫板，防止轮廓切穿时零件移动。1.5 mm 以下的薄壁如果不支撑会振刀。

工件偏置要从已知基准面设定，不要随便找个角。对刀、记录偏置，先切一个测试特征。10 mm 测试型腔能在正式加工整个轮廓前确认装夹是否方正。

首件还在机床上时就测量。检查关键内孔、总长和一个孔距。如果有一项超差，调整偏置重新切削，而不是做完一批再分选。

每个 GreatLight 订单都经过原材料检验、过程监控和发货前终检。报告可按需提供，这对进入装配线的零件很重要。