CNC 机床使用哪些文件？

• 1
  要点速览
• 2
  从 CAD 文件到主轴：格式为何重要
• 3
  STEP：机加工金属件的默认格式
• 4
  STL、OBJ 和 3MF：什么时候三角网格够用
• 5
  IGES、DXF 和 DWG：旧版转换格式与平面轮廓
• 6
  G-code 和 M-code：控制器实际运行的内容
• 7
  图纸、PDF 和原生 CAD：辅助层
• 8
  如何准备 12 小时内出报价的文件包
• 9
  不同零件该发哪种 CNC 文件格式

每个机加工零件都要经过三个阶段。你的 CAD 系统生成模型。CAM 编程员把模型转换成刀路。机床控制器以 G-code 执行这些刀路。CNC 机床使用哪些文件这个问题有两个答案，因为控制器只看到第三个阶段。

大多数 RFQ 问题就出在这个缺口。文件在你屏幕上看起来完美，发过来却可能有破面、法线反向，或者你本想要三个独立零件却成了一个合并实体。CAM 编程员在开始切削前必须先重建几何。

格式选择决定了需要多少重建工作。STEP 和 IGES 这类边界表示格式携带真正的解析曲面：Ø20 mm 内孔仍是 Ø20 mm 圆柱。STL 和 OBJ 这类网格格式用平面三角形近似同一个内孔，而且这种近似是固化在文件里的。

没有放之四海皆准的正确格式。对每种零件类型、公差带和下游工艺，都有对应的正确格式。下面各节逐一说明。

• 1
  CAD 模型你的设计意图：实体、曲面、特征、装配。
• 2
  CAM 刀路毛坯模型、刀具、进给、转速、工件夹持、刀路策略。
• 3
  G-code机床控制器实际读取和运行的唯一文件。

STEP（ISO 10303）是任何 3D 订单我们首先要求的格式。它存储真正的 B-rep 几何：平面、圆柱、圆锥、圆环面和 NURBS，以及装配结构和材料属性。当你的模型有 Ø12 H7 内孔时，STEP 文件描述的是一个 Ø12 圆柱，而不是一堆三角形。

这种精度正是 CAM 软件需要的。刀路算法能识别圆柱面并直接生成螺旋或圆弧插补。网格几何会迫使 CAM 系统把圆弧重新拟合到三角形上，拟合会引入小偏差，最终反映在成品零件上。

发送 STEP AP214 或 AP242。两者都携带颜色和装配数据，当零件是工装夹具装配中四十个零件之一时很有帮助。AP203 也可以，但会丢失部分元数据。

注意：STEP 文件不携带公差、基准、螺纹标注或表面处理。这些在 2D 图纸上。两者都要发。

• 1
  最适合铣削和车削的 3D 零件、复杂型腔、过渡曲面、装配。
• 2
  注意导出零件本身，而不是整个顶层装配，除非你想让每个组件都被报价。
• 3
  搭配一份带公差、螺纹和表面处理标注的 PDF 图纸。

STL 把曲面存储为一堆三角形。每个三角形由三个顶点和一个法向量定义。没有单位、没有材料、没有颜色，也无法说明哪些三角形构成你关心的面。它是最低通用格式。

当几何体是有机形状或公差较松时，这没问题。一个外缘为曲面、轮廓公差 ±0.5 mm 的支架，用好的 STL 也能加工得很好。网格也是大多数 3D 扫描仪和晶格设计工具的原生输出。

精度要求高时就不行了。按 0.05 mm 弦高偏差细分的 Ø25 mm 内孔仍然是个多边形，铰刀无法从多边形加工出圆孔。密封面的平面度同理。如果特征公差紧于约 ±0.05 mm，不要发网格。

OBJ 和 3MF 通过增加单位、颜色和多对象改进了 STL。3MF 更适合增材制造。对于减材加工，底层几何仍是网格，同样的限制依然存在。

• 1
  弦高偏差导出前设为 0.01–0.02 mm，否则面片会肉眼可见。
• 2
  水密检查非流形边会让 CAM 软件卡住。先跑一遍修复。
• 3
  缺少单位STL 没有单位字段。在 RFQ 邮件中注明毫米。

IGES（Initial Graphics Exchange Specification）比 STEP 更早出现，至今仍用于航空航天和工装供应链。它支持 2D 和 3D 线框、曲面和实体，但标准较宽松。修剪边界可能失败，曲面可能以数千个小面片的形式到达，需要缝合。

当客户的旧版 CAD 系统只能导出 IGES 时，使用 IGES。否则转换为 STEP。如果必须发送 IGES，请发送曲面而不是线框，并检查模型是否作为一个封闭实体整体导入，而不是一堆面片拼凑。

DXF 是 2D 格式。它包含直线、圆弧、多段线、样条曲线、图层和尺寸标注。它不包含 3D 实体。对于平面零件——钣金毛坯、垫片、板材、从 1–20 mm 板材切割的支架——干净的 DXF 是激光、水刀和等离子切割的理想输入，对铣削编程员加工 2D 轮廓也很有用。

DWG 是 AutoCAD 的原生格式，包含 2D 和 3D 数据。许多工厂可以直接打开。如果不确定工厂偏好哪种格式，请同时发送 DXF 和 DWG，并附上 PDF 供参考。

• 1
  DXF 图层导出前删除构造线和尺寸标注图层。保留一个用于切割轮廓的图层。
• 2
  闭合轮廓任何开放的多段线都会变成未闭合的切割路径。请闭合每个轮廓。
• 3
  IGES 曲面要求提供单个封闭壳体；松散的面片会增加编程时间。

G 代码是机床执行的指令集。G00 以快速进给移动。G01 以编程进给率直线切削。G02 和 G03 切削圆弧。G54 选择工件坐标系。M03 和 M05 启动和停止主轴。M08 开启切削液。

CAM 编程员根据你的 STEP 文件、毛坯模型和刀具库生成这些代码。进给和转速取决于材料、刀具几何形状和刚性。在 6061-T6 中，6 mm 三刃硬质合金立铣刀可能以 12,000 rpm 和 2,500 mm/min 运行，而同样的刀具在 17-4PH 不锈钢中则降至其一小部分。

你很少需要发送 G 代码。它是机床专用的：为一种控制器和装夹设置编写的程序通常无法在另一种上运行。例外是没有留存 CAD 模型的旧零件，此时经过验证的程序是唯一剩下的记录。

可以发送的有用内容：CAM 文件、装夹单或原始刀路项目。它告诉我们零件之前是如何装夹和切削的，从而缩短重复订单的编程时间。

• 1
  G 代码是一次性的每当毛坯、刀具或工装变更时都会重新生成。
• 2
  发送模型，而不是程序除非 CAD 模型已丢失，程序是你仅有的资料。
• 3
  装夹单很宝贵它们记录了难以装夹零件的工件夹持方式。

几何形状回答在哪里切削。图纸回答精度、表面质量和检验方法。PDF 是发送图纸的实用方式，因为它随处可打开且无法被悄悄编辑。原生 CAD 文件（SLDPRT、IPT、CATPart、X_T）在工厂使用相同软件时可用，但版本不匹配很常见，且文件可能携带你不打算发布的参考几何。

有用的图纸包含标题栏（含零件号和版本）、基准方案、公差标注、螺纹规格、按区域的表面处理要求，以及材料和表面处理说明。它还会标记关键尺寸。其余内容可按一般公差块执行。

如果零件没有图纸，请说明，并在邮件中给出公差带。对于大多数非关键支架和盖板，加工尺寸的一般公差 ±0.1 mm、非配合特征 ±0.2 mm 就足够了。钜亮五金（GreatLight）在图纸要求处可保持 ±0.005 mm，并在发货前 100% 检验零件。

还有一个值得一提的文件：中性 Parasolid X_T。它能在 CAD 系统之间干净地传递实体，是 STEP 导出失败时的良好备选。

• 1
  PDF 优于原生 CAD无版本冲突，不会意外泄露内部几何。
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  标注表面处理Ra 0.8–1.6 μm 覆盖大多数配合面；密封和轴承处用 Ra 0.2–0.8 μm。
• 3
  标记关键尺寸检验时间取决于有公差特征的数量，而不是零件大小。