数控加工的优点和缺点

数控加工——它是什么？

数控加工是一种自动化制造工艺，可实现精确的切割、铣削、车削和雕刻。它比手动加工更快、更经济、更可靠。您将了解这一切对您和您的生产需求意味着什么。

加工

首先，了解机械加工过程可能会对你有所帮助。想象一下，你正在设计一件东西，把一个大物件上的碎片削下来。也许你正在雕刻一根木头来做独木舟，或者用大理石雕刻一张脸。

简而言之，机械加工是指通过切割、刮削或雕刻等方式，将物体加工成所需的形状。这是一个制造术语，通常被认为只涉及金属。事实上，很多材料都可以进行机械加工，包括塑料、木材或石材。

数控加工

数控加工中的“CNC”指的是“计算机数控”。这意味着加工过程中会使用计算机控制的工具。与手工加工不同，数控加工具有诸多优势。

手工加工更容易出现生产错误。而数控加工只需设置一次电脑控制刀具，就能以极低的速度生产出最终产品。您甚至可以以相同的速度和精度重复该过程。

● 更高的品质是数控加工的最佳保证。

● 您可以更高效地制造更多组件。

● 将人为错误的风险降至最低。

● 手动调整不会影响最终设计的一致性。

数控加工如何工作？

现在您已经了解了数控加工是一种高精度的雕刻工艺。您也知道它将数字设计转化为最终产品或零件。然而，您可能对具体的加工步骤感到好奇。它是如何工作的？

1. 开始使用 CAD 软件。

您可以通过设计数字化来开始您的数控加工过程 3D 模型。您可以使用计算机辅助设计 (CAD) 软件来实现这一点。Fusion 360、SolidWorks 和 AutoCAD 等软件都是业界的热门选择。CAD 软件可以让您绘制虚拟蓝图，定义所需物品的每个尺寸。

“Grand View Research”是制造业领域值得信赖的权威机构。该公司报告称，2023年全球CAD软件市场同比增长7.5%。数控加工工艺的广泛应用与此息息相关。这也促进了CAD软件制造商之间的竞争和创新。

2. 将 CAD 转换为 CAM。

现在，您已经使用 CAD 完成了最终设计，现在可以获得包含所有复杂测量值和细节的虚拟草图。然后，您的 CAD 设计将使用计算机辅助制造 (CAM) 软件进行处理。CAM 软件会将您的 CAD 设计转换为 G 代码（数控机床使用的编程语言）。

G代码可以包含精确的指令提示，甚至可以精确控制加工过程中特定阶段主轴的转速。麻省理工学院的《机械车间》报告称 30% 通过优化的 CAM 软件可以减少总生产时间。

目前引领 CAM 行业的是 HSMWorks 和 MasterCAM 等品牌。

3.设置您的数控机床和工艺

成功加载 G 代码后 数控机床机器的计算机读取指令。它现在可以精确地控制刀片或修边工具沿着预设路径移动。最好的机器可以确保公差精确到0.001英寸——比头发丝还要细。

4. 自动化，精准化。

自动化带来的效率提升令人惊叹。NASA 表示，其数控加工零件的错误率降低了 99.8%。这是因为，如果排除人为错误，手工加工根本无法与数控加工相媲美。

数控加工是一种自动化工艺。这意味着您所需的部件能够精准制造，更快交付，并且可以反复重复制造。使用数控加工，您可以快速扩大生产规模或降低生产速度。它是汽车、医疗、工程和航空航天工业的支柱。

现在您已经了解了数控加工的工作原理。让我们来看看它的主要优势以及众多行业依赖它的原因。

?数控加工的优势

至此，您已经了解数控加工能够生产出一致、高质量的零件。以下 5 个基于事实的优势，将数控加工应用于您的生产流程，值得一看。

1. 确保精准

数控加工的精度可达0.001英寸。这个精度非常可靠，甚至连NASA都采用CNC工艺。这家航空航天巨头的许多火箭部件都采用CNC工艺制造和精加工。

您能想到的许多常见医疗工具都是用数控加工制成的。想想手术刀、假肢，甚至是听诊器。所有这些工具在制造过程中都经过某种形式的加工，很少是手工完成的。

还有汽车制造商、工程师、飞机制造商等等。这些都是规模庞大且重要的行业，它们依赖于始终如一的精度来完成工作。你很难找到不使用数控加工的行业。

2. 节省时间

采用数控工艺可以提高生产率。2022 年，《制造系统杂志》报道称，数控加工可将等待时间缩短一半。机器可以全天候不间断运行。这意味着您的零件生产速度更快，无需像手工作业那样需要停工。

您可以将原本需要一周或一个月的订单缩短至几小时或几天。如此一来，您的产品就能比竞争对手更快地上市。

3. 节省成本

数控加工可以节省您的生产成本，甚至还能提升您的销量。

使用数控工艺可以节省人工成本。此外，您还可以将成本分摊到无数组件上。这是因为数控加工可以生产各种各样的组件和最终产品。虽然数控加工可能实现，但很少有人将其委托用于单一用途。

4. 可以加工多种材料

你可能会误以为机械加工仅仅是金属加工过程。虽然从铝到钛等金属都能进行加工，但塑料、木材和石材都可以进行数控加工。

而且，您生产的物品数量绝对不会受到限制。更棒的是，您可以更改材料选择，同时最大程度地减少对生产流程的干扰。

5.你可以扩展你的业务

一开始，你可能会发现自己要处理大约20个零件。从订购到最终到货，可能需要等待很长时间。而使用数控加工，你的产量可以在几个月内成倍增长。

不仅缩短了交付周期，还能快速实施设计变更。无需培训员工掌握新设计，只需更新数字设计即可。所有这些，都意味着最低的人力成本和更高的产量。

数控加工在扩大生产方面具有显著优势。您可能正在试验新的原型。您可能有足够的信心提升现有产量。无论如何，通过数控加工扩展您的业务都能确保准确性、控制力并节省成本。

现在，您已经了解了数控加工如何为您带来精准、快速和成本节约。您还知道它适用于多种材料，并能满足您的业务需求。这些优势使数控成为现代制造业不可或缺的组成部分。

最常见的数控加工工艺

有时您需要制造一个组件，但又不知该使用哪种数控加工工艺。请放心，以下是 5 种最常见数控加工方法的实用指南。

1. 数控铣床

对于复杂的形状，可以使用数控铣削。铣削过程中可以使用旋转刀具。这些刀具可以在工件固定不动的情况下向多个方向移动。

数控铣削的优点

● 铣削过程允许您雕刻出复杂的凹槽。

● 可雕刻精细 3D 轮廓和最精致的槽口。

● 您可以铣削最坚硬的材料（如钛）以及不太坚硬的物品（如塑料）。

● 公差可达到 0.001（SME Journal，2023 年）。

当您需要制作具有最精细细节的复杂零件时，您可以选择数控铣削。

2. 数控车削

对于所有圆形和曲线零件，数控车削是最佳选择。通过这种工艺，您可以移动材料。加工过程中，加工刀具始终保持在完美位置。

数控车削专门用于生产内部相互移动的部件。例如液压部件或发动机轴。制造这样的曲线需要精密的移动精度和密封性。

数控车削的优点

● 该过程已被证明 30% 比手工车削更快。

● 使曲面部件的表面光洁度大大提高

● 事实证明，对于批量生产中周转速度较快的圆形物品来说，该流程更快

当您需要旋转部件和对称性时，数控车削就是您所依赖的工艺。

3.数控钻孔

钻孔功能至关重要。它通过数控机床自动化操作，能够加工出精准、密封的槽孔。其精度达到了人力无法企及的水平。想象一下，制造像电路板或汽车发动机这样精细的部件。这些部件需要以极高的精度和极快的速度钻孔。

数控钻孔的好处

● 平均而言，使用数控钻孔每分钟可以加工约 50 个孔。无论加工何种材料

● 您可以处理复杂的设计。

● 它可以使钻孔功能自动化，否则可能需要数小时才能完成。

如果您正在从事需要快速连续钻出大量精确孔的工作，那么数控钻孔就是您的解决方案。

4.数控磨削

实现完美表面效果的理想方法是数控磨削。有时，您订购的零件表面必须光滑如镜。一个零件的不同侧面可能需要不同的纹理。

砂轮用于机械磨削过程。正是这一过程使得加工表面能够达到特定的光洁度。该过程甚至可以用来锐化和钝化物体。

数控磨削的优点

● 它可以应用于大到飞机螺旋桨的物品，小到手术刀的工具。

● 该工艺可用于去除微观缺陷。

● 它非常适合维护行业标准。

● 还可以采用CNC研磨来减少运动部件之间的摩擦。

当您需要的物品表面必须具有最高质量的光洁度时，您将使用数控研磨。

5. 组合数控加工工艺

您可能想过将不同的数控工艺组合起来。这在各行各业都很常见。一个零件或刀具可能需要铣削和钻孔，或者磨削和车削。因此，在数控加工过程中，组合使用不同的方法并不罕见。

这里有一份令人欣慰的统计数据。超过 67% 的制造商结合了两种或两种以上的数控工艺。这是根据 2 年发布的 IMIS 报告得出的。

?数控加工的缺点

数控加工的优点毋庸置疑，但其缺点也不容忽视。 STYLECNC将详细解释其主要缺点。

1.初始成本高

数控机器（例如数控铣床、数控车床、数控雕刻机、五轴数控机器）需要大量的前期投资。

设置和工具成本：定制夹具、切削工具和编程会增加成本，尤其是在小批量的情况下。

2. 需要熟练的操作

尽管数控减少了体力劳动，但仍然需要熟练的技术人员（操作员和程序员）进行编程、设置和维护。

培训成本：操作人员需要经过专门培训才能上岗，增加了人工成本。

3. 材料浪费

减材制造：数控加工去除材料，与增材制造相比，会产生更多浪费（例如 3D 印刷）。

昂贵材料的成本更高：浪费钛或因科镍合金等材料的成本可能很高。

4. 特殊设计限制

CNC虽然可以生产复杂的零件，但是一些特殊的设计（例如内部网格，倒角）除非有多轴数控机床，否则很难实现。

复杂的形状更昂贵：5轴数控加工可以减少限制，但也会增加投资成本。

5.大型零件加工的局限性

数控加工台的尺寸有限，使他们无法参与某些大型项目，需要采用其他加工方法。

6. 维护和停机

数控机床需要定期维护，包括润滑、校准和更换零件（例如主轴、滚珠丝杠）。

停机故障可能会导致生产线中断或停止。

7. 大规模生产缓慢

当涉及非常大的批量（例如数百万个零件）时，注塑、冲压或压铸等工艺更具成本效益。

8. 表面光洁度限制

要获得超光滑的表面通常需要额外的二次操作，例如抛光和研磨。

结语

数控加工的优势使其在现代工业制造中不可或缺，但其高昂的初始成本令小型企业主望而却步，而且CNC编程需要经验，这让初学者缺乏信心。简而言之，数控加工有利有弊。无论是新手还是专业人士，每个人都会扬长避短，以达到所需的效果。

数控加工的最终结论

您已成功探索数控加工的全部潜力。从其精度和速度，到 5 个关键工序，您已全部了解。您还能了解它为何是现代制造业的支柱。

考虑到这一切，拥有一个值得信赖的数控加工合作伙伴在您身边可能会很棒。

利用数控加工助力您的业务

您已充分了解数控加工如何实现精准、快速和可扩展性。现在只需行动起来。数控加工不仅能为您带来竞争优势，还能 STYLECNC，我们专门提供符合您确切需求的数控加工服务。

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