精通 AutoCAD 用于 CNC 加工

• 1
  AutoCAD 用于 CNC 加工：文件在主轴转动前决定了什么
• 2
  2D 制图、3D 实体，以及各自适用的场景
• 3
  能在 CAM 交接中存活的图层规范
• 4
  公差、配合与成本曲线
• 5
  文件格式、标注与图纸包
• 6
  哪种制图方式适合哪种零件

AutoCAD 是制图环境，不是制造环境。它存储直线、圆弧、样条曲线和标注。文件里没有任何内容知道刀具直径、工件夹持或刀具可达范围。这个缺口就是全部问题所在：制图阶段弄错的一切，之后都得由编程员解决，否则就变成废品。

2D 图纸仍主导着很大一部分 CNC 工作。车削件、板材轮廓和简单支架通常用 2D 标注尺寸，并直接按这些视图编程。图纸干净时，这很快。不干净时，编程员只能猜，而在 0.5 mm 特征上猜一次就是整批退货。

图纸还确定了基准。基准落在粗糙铸件表面，或在第一道工序就被加工掉的面，会迫使车间另造一个新参考。这个新参考不是你的检测报告会用的那个。基准不一致是零件在机床上测量合格、却在来料检验时不合格的最常见原因之一。

单位和比例也在这里确定。按英寸绘制、按毫米导入的文件会大 25.4 倍，这很明显。危险的情况是模型空间按 1:2 比例绘制、比例只在标题栏注明的文件。几何在屏幕上看着对，加工出来却只有一半尺寸。

对于带几条槽的车削轴，2D 比实体模型更快、更不易出错。编程员读取轮廓、选刀、生成刀路。没有曲面会被误读，因为只关心两个轴。给这类活加 3D 模型只会增加工作量，不增加信息。

对于有复合角度、过渡圆角或两个以上面有特征的零件，3D 实体值得投入。实体模型给 CAM 系统提供真实曲面用于偏置，刀路生成就不依赖编程员在脑中重建形状。这在五轴加工中最重要，因为切削过程中刀轴会变化。

实用规则取决于零件需要多少次装夹。一两次装夹、以棱柱形为主：2D 通常够用。三次以上装夹，或任何雕塑曲面：建实体。建模的成本是几小时。钛合金零件上刀路错误的成本是一个报废毛坯和损失一周。

有一种值得了解的中间路线。带正确、标注清晰的 3D 辅助视图的 2D 图纸，可以承载大量复合几何，而无需完整参数化模型。这在焊接件和框架件中很常见，其关键尺寸是孔位，而不是曲面连续性。

所有实体都在 0 层上的 DXF 或 DWG，是一张编程前必须重建的图纸。按功能把几何放到命名图层上：外轮廓、孔、沉孔、螺纹、中心线、尺寸。编程员随后一条命令就能关掉标注，只看到切削几何。

使用两种不同的线型并坚持用它们。实线用于将被切削的可见边，虚线用于不会被切削的隐藏或参考几何。把参考圆混进轮廓层，车间就会切出一个本来只用来标记螺栓圆孔的孔。

不要把螺纹画成一系列 V 形线。螺纹孔是一个小径圆加一条注释。螺纹由丝锥或螺纹铣刀加工，图纸只需注明规格，例如 M6 × 1 或 1/4-20 UNC。画螺旋线浪费时间，还会诱导编程员去切一个本应攻丝的轮廓。

保留一个毛坯轮廓图层并清楚标记。编程员和装夹工都用毛坯边界判断零件能否被夹持。毛坯轮廓按成品尺寸绘制时，车间会认为没有余量可清理，可能对无法加工的零件报价。

图纸上的每个尺寸都是一种承诺。一个零件上通用公差块为 ±0.1 mm，同时又有三个 ±0.005 mm 的尺寸，这告诉车间大多数特征较松、少数较紧。这是有用信息。每个尺寸都是 ±0.005 mm 的图纸，除了说明设计者没想过之外什么也没告诉车间，还迫使整个零件采用更慢的工艺。

把紧公差用在真正起作用的地方。轴承内孔、配合定位面、密封面和定位销孔值得紧公差。M6 螺栓的间隙孔不值得。经验法则：给与其他零件接触的特征标公差，其余交给通用公差块。

表面处理的逻辑相同。Ra 0.8–1.6 μm 覆盖大多数机加工配合面。Ra 0.2–0.8 μm 是实打实的成本台阶，只应标在密封面和滑动面上，而不是整个零件。在图纸上盖一个统一的表面处理要求通常会被忽略，因为不可能在所有位置以合理成本达到。

当几何公差能替代一堆注释时，就值得使用。密封面的平面度、内孔与其安装面之间的垂直度、孔组的真实位置，都能表达正负尺寸无法传达的意图。用在关键特征上，其他位置跳过。

2D 工作发 DWG 或 DXF，3D 实体发 STEP。IGES 仍出现在较旧的工作流中，通常也能导入，但它转换的是曲面而非实体，所以一个壳体可能变成一组带间隙的修剪面。对于任何带曲率的东西，STEP 是更安全的默认选择。

不要只发 PDF。PDF 显示零件长什么样，但不携带 CAM 系统能用的几何。它是很好的次要文档，却是很差的唯一文档。如果只有 PDF，车间必须重画零件，而重画就是新的错误来源。

把版本号放在明确的位置，几何一变就更新。命名为 bracket_final_v2_reallyfinal.dwg 的文件，就是车间加工出上周几何的原因。一个带日期和简短变更说明的版本栏只需十秒，却能避免一整类失败。

标注要足够，让图纸能独立成立。孔标注、螺纹规格、材料、表面处理和数量都应无需电话即可读懂。加工顺畅的图纸，是另一个国家、另一个班次的编程员无需澄清就能看懂的图纸。