要使 CNC的工艺性能得到最大程度的发挥，就需要根据具体的生产规律进行设计。但是，由于没有具体的工业规范，所以这将是一项具有挑战性的任务。本文介绍了 CNC工艺优化的设计方法。

我们只关注于对现代数控技术的可用性的描绘，而忽视了有关费用。关于为 CNC提供高成本的部件的指导，参见这篇文章。

        数控CNC机床是数控机床的一种减量工艺。在 CNC中，通过不同的高速转动工具（几千 RPM）将物料从一个物体上移走，从而按照 CAD模式制造出产品。CNC可以处理金属和塑胶。

        数控机床的零件尺寸精度高，容限要求高。CNC适合大规模的加工和一次加工。实际上， CNC工艺是最经济有效的制造金属模型的方式，即使与3D印刷相比较。

CNC主要设计限制

       CNC具有很好的设计弹性，但是也有一定的局限性。这种局限性与加工工艺的基本机械性能相关，特别是与加工工具的几何结构和工具的使用密切相关。

1.工具的形状

CNC工具（端铣、钻）是一种具有一定长度的圆柱体。

随着材料从工件中取出，工具的形状会被移至已处理的部分。这就是说，不管工具多么细小， CNC部件的内部拐角处总是有一个直径。

2.使用工具

为除去物料，刀片由上面的切入。不能以此方法存取的函数不能处理 CNC。

唯一的例外就是：吃边儿。我们会在后面的部分介绍一下，在你的设计中是怎样用到咬边的。

良好的设计方法是把模型中的六个基本方位中的某一个的特征（孔、洞、垂直墙等）对准。由于5轴数控系统具有高级的工件夹持功能，所以把这条规定作为推荐而非局限。

在切削过程中，切削工具的存取存在较大的问题。比如，要达到一个深度空洞的底部，就必须要用专门的刀具和一个长长的轴线。这会导致终端操纵杆的刚性下降，提高了震动，从而减少了可能达到的准确率。

CNC的专业人员推荐采用最大的直径和最小的工具来制造工件。

cnc机加工系统的结构规范

CNC加工中常见的问题之一就是没有具体的工业规范： CNC设备和刀具生产商在技术上的进步和扩展。

在本文中，我们对 CNC加工过程中所碰到的最常用特性的建议和可行性进行了归纳。

1.模孔和沟道

空洞厚度建议：4个空洞宽度

端铣刀具具有一定的切割长度（典型地是它的3~4倍）。在深度宽度越低的情况下，刀具的偏转、切削屑的排放和震动就越明显。将凹槽的深度控制在4个不同的位置，可以保证很好的结果。

如要求较大的厚度，应考虑采用不同模孔的厚度（举例见图）。

深凹槽：深孔加工：深凹槽的六倍以上，称为深凹槽。采用特殊的工具，可以将模具的孔径与模孔的比例提高至30:1 （采用1英寸的端铣刀，最大的深度是30厘米）。

2.内部边界

纵向角度：建议的x型腔深度（或大于）

        采用推荐的内角径半径，可以保证采用适当的径向刀具，并对准所推荐的凹槽深度。把转角点的直径提高到超过推荐的数值（比如，1 mm)，使工具可以在一个环形的轨迹上进行切削，而非90度的角度。这是最好的选择，因为这样可以得到更好的抛光效果。若要求内部角度为90度，可增加 T型的咬边量，而非减小角度的范围。建议基底直径0.5毫米，1毫米或不带半径；任意直径均可立铣刀具的下刀片是扁平的或稍圆的。其它地面直径可用球头刀进行切割。建议的数值对于机械工程师来说是一个很好的做法。

3.薄壁板

建议最大壁厚：金属0.8 mm，塑胶1.5 mm；金属0.5 mm，塑胶1.0 mm,减小壁厚会使物料的刚性下降，因此在处理时会增大震动，并会减少可获得的准确度。塑料很容易弯曲（因为残留的压力）和因为升温而变得柔软，所以推荐最大的最大壁厚。

4.钻孔的直径建议为标准的钻具；直径超过1 mm均可

       采用钻孔或端铣刀具进行钻孔。钻孔（国际和英国）的规格。铰和钻头适用于精密公差的精密钻孔。对于低于20毫米的用户，推荐采用标准的口径。建议最大深度为4x标称孔径；通常是10x标称的口径；40x标称管径是切实可行的对于不规范的孔洞，需要采用端铣刀具进行切削。在此条件下，采用最大孔径极限，并采用推荐的最大深度。采用特殊的钻机（最少3 mm）对具有典型厚度的钻孔进行切削。用钻的开孔机有一个圆锥（135度角度）的斜面，而用端铣刀具的圆孔则是平整的。在 CNC的制造过程中，没有特殊的导通和导轨。

5.螺纹

最少的螺纹直径是M2，最好是M6以上,用螺丝刀加工内线，用模具加工外线。可以使用螺钉和模头把线切削成M2。CNC螺丝刀是普通的，也是机械手的选择，因为他们可以减少螺丝破裂的危险。CNC螺纹刀具可以用来切削M6的螺纹。最小量的螺纹长度是1.5x标称量，3x标称量是建议的大多数作用于丝线的负荷是由几个最小的第一个齿形（最多1.5个额定直径）来承受。这样，公称线的公称性就不需大于3个。在由丝锥切削的盲孔处（也就是全部少于M6的全部），在钻孔的底端增加一个不带螺纹的长度，该长度为1.5x标称。如果能够采用 CNC的螺旋工具（也就是比M6更多的线），则该钻孔可以穿过它的全部长度。

6.小型特点

建议的最小钻孔直径是2.5 mm （0.1吋）；0.05 mm也可以。

大部分机器作坊都可以利用不到2.5 mm的刀具精密地对凹槽和钻孔进行精密的切割。

在这个极限之下，所有的物体都被看作是微小的处理。处理这些特性（在这个领域中切割工艺的物理改变）要求专门的刀具（小钻）和专业技术，所以，除了绝对必要外，推荐不要使用。

7.容限

标准值：+0.125 mm (0.5吋）

代表性：+0.025 mm （0.001吋）

容限：容限为-0.0125 mm （0.0005吋）。容差的大小与部件的几何结构有关。上述数据是一个很好的指导方针。在没有公差的情况下，大部分机床都会采用标准-0.125 mm的公差。

8.书写和雕刻

建议字体尺寸20以上，5 mm的刻字字体最好是用凸版印刷，由于减少了印刷的内容。推荐采用无衬线条的字体，尺寸为20英镑（例如 Arial或 Verdana）。很多 CNC电脑都有预先设定好的程序来处理这类文字。

, cnc产品零件加工设备安装及部件取向

部件的配置要求以下几种：

正如前面提到的，数控机床的切削是数控机床的一个重要的设计约束。为了使工件达到全部的曲面，需要反复地转动。

比如，以上图片中的那一段需要一共转动三次：沿着两个主要的方向进行二次切削，而另一次则是在工件的后面。

每次加工完后，机床都要进行一次校正，并确定一个新坐标系统。

在进行计算机的设计时，有两个理由：

总的机械设备数量将会对费用产生一定的影响。转动及再对齐零件要求手工，并延长整个处理周期。一般情况下，如果一个部件要转动3到4次就可以了，但是超出这个限度就是不必要的了。

要实现最大的定位准确度，就需要同时进行两个部件的处理。这是由于新通话的一步，会带来很少（但也不容忽视）的错误。

五轴数控机床

在采用5轴数控机床时，无需再设定多个机床。多轴数控机床能生产出复杂的几何结构，这是由于多个数控机床能增加两个转动轴线。

五轴数控机床可使刀具在任何时候都与切割面切割。采用更加精密、有效的切削轨迹，可以提高工件的表面质量，缩短处理周期。

5轴数控系统有其自身的缺陷。基础工具的几何尺寸和工具存取的约束依然存在（比如，不能对带有内部结构的部件进行切削）。而且，这样的体系的应用也更加昂贵。

下料加工

下刀是不能用普通刀具进行加工的特点，这是由于其一些表面不能从上面直接插入。

有两种基本的凹口： T形凹口和楔形凹凸。下料既可以是单边也可以是两面，还可以采用专门的刀具。

T型沟槽切割工具主要是用横向切割刃与垂直轴线相连。下料的厚度从3 mm到40 mm不等。推荐采用一个标准的测量值（也就是每 mm的长度或者是标准的英寸的百分比），这是由于这些仪器很有可能是可以获得的。

在楔形工具中，角是确定其特性的大小。45度及60度的燕尾榫刀具被认为是一个合格的产品。

在cnc超精密加工设计有凹槽的内壁件时，要记得给刀具增加充足的空隙。最好的办法就是在切削后的壁面与其它的壁面间留出至少4倍的间隙。在普通的加工工具中，切割的直径和轴线的比例是2:1，这就是切割的深度。如果有非标的咬边量，一般由机器作坊自己生产。这样做会提高交货时间和费用，所以应该尽量避开。

T型凹槽位于内壁，燕尾槽底部凹陷（中间），单侧底切（右侧）

草拟技术制图

注意： STEP或 IGES文档中无法包括特定的设计规格。若你的产品有下列一种或多种，请按2 D技术制图：螺丝孔或轴杆

容限大小

特殊的抛光需求

CNC机器操作人员的说明

实证规则

1.为工件的最大尺寸切削工具的设计。

2.增加到全部的内垂直角度（至少为x型腔的深度）。

3.限定该凹槽的深度至其宽度的4倍。

4.在六个主要的方向中的一个方面对齐的主要作用。若不行，可以选用5个数控机床。

5.如果设计包含螺纹、公差、表面光洁规范或机械操作者的其它说明，则应提供技术图。请关注精密金属机械零件cnc加工网