cnc加工过程

CNC加工的核心是通过计算机程序控制机床自动完成工件切削，整个过程从前期准备到成品检测，环环相扣，核心是保证加工精度、效率和成品一致性，适用于金属、塑料、陶瓷等各类材料的精密零件加工。

一、 前期准备阶段（加工前的核心规划）

1.  零件图纸分析与工艺规划

首先解读零件 2D 工程图或 3D 模型，明确尺寸公差、形位公差、表面光洁度等关键技术要求，确定加工重点（如高精度孔、复杂曲面、薄壁结构）。

制定工艺路线：确定加工顺序（遵循 “先粗后精、先主后次、先面后孔” 原则），比如先铣平面做基准→粗铣去除余量→精铣保证精度→钻孔 / 攻丝→去毛刺。

选择装夹方式：根据零件形状（板类、轴类、异形件）选夹具，板类用平口钳 / 真空吸盘，轴类用三爪卡盘 / 顶尖，异形件用专用夹具，确保装夹稳定且无干涉。

2.  材料与刀具选型

材料准备：根据图纸选用对应材质（如铝合金 6061、不锈钢 304、45# 钢），按零件尺寸裁切毛坯，预留加工余量（粗加工余量 0.5~2mm，精加工余量 0.1~0.5mm）。

刀具选型：按加工工序和材料选刀具 —— 铣平面用平底立铣刀，铣曲面用球头铣刀，钻孔用麻花钻，攻丝用机用丝锥；难加工材料（如不锈钢）选硬质合金涂层刀具，普通材料选高速钢刀具；同时控制刀具悬伸长度，越短刚性越好，减少振动。

3.  编程与刀路模拟

建模 / 导入模型：在 CAD 软件（如 SolidWorks、UG）中绘制零件 3D 模型，或直接导入客户提供的模型文件。

CAM 编程：在 CAM 软件（如 Mastercam、UG NX）中设置加工参数 —— 主轴转速、进给速度、切削深度、刀具路径；粗加工选高效刀路（如平行铣、环切），精加工选高精度刀路（如等高铣、清根铣）。

刀路模拟与仿真：在软件中模拟刀具运动轨迹，检查是否有过切、撞刀、空行程过长等问题，优化刀路减少加工时间；同时生成机床可识别的 G 代码 / M 代码。

二、 机床调试阶段（加工前的精准校准）

1.  机床开机与预热

启动 CNC 机床，进行主轴预热（低速旋转 5~10 分钟），尤其是高精度加工中心，预热可减少主轴热变形对精度的影响；同时检查机床润滑系统、气压系统是否正常。

2.  夹具与毛坯装夹

将选好的夹具安装在机床工作台上，用百分表校准夹具平面度和垂直度，确保夹具精度；然后将毛坯装夹在夹具上，通过压板、顶丝或真空吸附固定，保证毛坯牢固无松动，薄板件需防止装夹变形。

3.  刀具安装与对刀

装刀：将选好的刀具装入刀柄，再安装到机床主轴上，确保刀具夹紧牢固，无偏心摆动。

对刀：这是保证加工尺寸的核心步骤，通过对刀仪或手动对刀，确定刀具在 X/Y/Z 轴的坐标原点：

X/Y 轴对刀：用刀具轻触毛坯侧面，记录机床坐标值，设置工件坐标系原点；

Z 轴对刀：用刀具轻触毛坯上表面，记录坐标值，设定刀具长度补偿，确保刀具切削深度准确。

4.  程序导入与参数核对

将 CAM 软件生成的 G 代码通过 U 盘、网线或机床自带编程系统导入机床；然后在机床控制面板上核对关键参数（转速、进给、切削深度），确保与编程设定一致，避免参数错误导致废品。

三、 正式加工阶段（自动化切削核心环节）

1.  首件试切与检测

启动机床进行首件试切，先采用略高于编程参数的进给和转速（或降低切削深度），试切出零件的关键轮廓；然后用卡尺、千分尺、百分表等测量工具检测尺寸，对比图纸要求，调整刀具补偿或加工参数，直至首件合格。

2.  批量自动化加工

首件合格后，启动批量加工程序，机床将按照预设刀路自动完成粗加工、精加工、钻孔、攻丝等所有工序；加工过程中需实时观察：

切削声音是否正常（异常异响可能是刀具磨损或撞刀）；

切削液是否充足（保证冷却和排屑，避免刀具过热磨损）；

铁屑排出是否顺畅（防止铁屑缠绕刀具或划伤工件表面）。

对于长时间加工的零件，可开启机床无人值守模式，搭配断刀检测、自动排屑等辅助功能，提升加工效率。

3.  加工中的实时调整

若加工中出现尺寸偏差、表面粗糙等问题，需及时停机调整：比如尺寸偏大则减小刀具半径补偿，表面有刀纹则提高主轴转速、降低进给速度，刀具磨损则更换新刀具。

四、 后处理与检测阶段（成品验收关键步骤）

1.  工件拆卸与初步清理

加工完成后，停机并关闭切削液，将工件从夹具上拆卸下来；然后用压缩空气吹除工件表面的铁屑和切削液残留，或用清洗剂清洗，便于后续检测。

2.  去毛刺与表面处理

用锉刀、砂纸、磨头去除工件边缘的毛刺和锐边，避免划伤；根据图纸要求进行表面处理，如铝合金阳极氧化、不锈钢钝化、碳钢镀锌、喷涂等，提升工件耐腐蚀性和美观度。

3.  成品全尺寸检测

按照图纸要求，对工件进行全尺寸检测：

尺寸检测：用卡尺、千分尺测量孔径、长度、宽度等尺寸，确保符合公差要求；

形位公差检测：用百分表、大理石平台、三坐标测量仪检测平行度、垂直度、圆度等；

表面光洁度检测：用粗糙度仪检测表面 Ra 值，确保符合图纸标准。

检测合格的工件入库，不合格的分析原因并返工。

五、 收尾阶段（设备保养与资料归档）

1.  机床清洁与保养

清理工作台和夹具上的铁屑，擦拭机床导轨和主轴；检查刀具磨损情况，对磨损严重的刀具进行刃磨或更换；添加润滑油，保养机床关键部件，延长机床寿命。

2.  资料归档

将加工用的 G 代码、工艺卡、检测报告等资料整理归档，便于后续同类零件加工参考，同时建立产品追溯档案。

六、 常见加工异常与解决办法

尺寸偏差超标：原因可能是对刀误差、刀具磨损、机床热变形；解决方法：重新对刀、更换刀具、延长主轴预热时间。

表面光洁度差：原因可能是转速过低、进给过快、刀具钝化；解决方法：提高主轴转速、降低进给速度、更换锋利刀具。

刀具断裂：原因可能是切削深度过大、刀具悬伸过长、材料硬度过高；解决方法：减小切削深度、缩短刀具悬伸、选用高硬度涂层刀具。