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CNC铣削是一种高精度的加工技术。它接受计算机程序作为铣床的程序控制器。当代制造中的CNC铣削服务非常适合新产品开发，因为它具有高处理速度和精确度，并且每个处理结果都是相同的。多轴处理功能是CNC铣削的实质。最基本的3轴铣床可以完成大多数处理工作，而非常高级的5轴铣床可以加工更复杂的形状。
本文将全面介绍CNC铣削技术的处理过程，使用的材料和操作模式，并使用深入的CNC铣削指南为读者提供读者。
什么是CNC铣削？
CNC铣削是通过将数字模型转换为实际零件的制造过程。首先，操作员将金属工件，塑料和其他材料夹在夹具或机床桌上，然后将适当的铣刀放在主轴上。准备后，操作员将提供由CAD或CAM软件输入的处理程序。
当前的CNC铣床允许该工具以弹性方向X，Y和Z驱动。一些高级机床还配备了第四轴（A轴）和第五轴（B/C轴）。旋转轴使工具能够产生复杂的运动，例如斜角和圆形运动，因此可以处理三维弯曲表面而不会重新夹紧。与传统的手动铣床相比多轴CNC铣床不仅产生更复杂的零件，而且在处理方面具有更高的精度和效率，特别适合行业中精确零件的大规模生产。
CNC铣削的完整加工过程是什么？
CNC铣削加工是一个精确的制造过程，其整个过程可以分为以下主要步骤：
1.工具设计3D型号
我们的工程师使用CAD软件设计了产品的3D模型。这包括对每个维度，耐受性和表面处理规范的细致标记，以确保以下CNC铣削的准确性。我们的设计团队在这一领域拥有10多年的经验。
2.程序员转换加工说明
完成设计后，我们将使用CAM软件转换3D模型进入CNC机床可读的G代码。这种转换将设计图将其转换为机器语言，告诉机器如何移动工具并改变速度和进料速度。
3.操作员准备处理设备
我们的操作员将根据材料选择正确的工具。对于铝合金加工，它们采用了3边铣刀，并将切割速度保持在2000 rpm。该工件将被真空吸力杯牢固地夹住，以防止加工时移动。
4.CNC机床自动切割和塑造
CNC铣削加工正式开始。在CNC系统读取G代码后，主轴以高速旋转，该工具将沿设计路线的材料铣削材料。 5轴机床能够同时处理五个方向，甚至可以一次加工复杂的弯曲表面。 JS Company新建的德国设备的处理精度可达到0.005mm。
5.质量检查员严格检查尺寸
必须检查处理后的零件三次。首先，通过卡尺检查基本尺寸，其次，表面的精度由三维设备检查，第三，通过模板验证了形状。如果发生偏差，我们公司将重新加工或正确，多年来，质量检查的通过率一直超过99.8％。
6.表面饰面
他们需要通过磨碎，抛光来处理等等以改善表面饰面。在某些情况下，还进行了诸如阳极氧化和电镀等特殊过程，以提高性能。
CNC铣削可以加工哪些材料？
1.金属材料（最常见的形式）
我们的5轴CNC机器可以轻松处理其他金属材料。使用最广泛的材料是铝合金，因为它轻巧易于切割，并且特别适合生产电子产品套管。尽管不锈钢非常困难，但我们配备了特殊工具的5轴CNC机器也可以将其加以加工到完美的状态。我们公司采用高精度CNC铣床，以确保金属零件的表面光滑度达到RA0.8μm。
2.工程塑料（具有成本效益的选择）
CNC铣削时，POM（Saigang）和尼龙是常见的塑料材料。它们在此过程中不会产生金属剃须，因此在制作耐磨性零件（例如齿轮和轴承）时特别有用。考虑到CNC铣床的成本，与金属相比，塑料加工便宜约30％-40％。 JS公司建议这种类型的材料小批次原型。
3.合并材料（特定的应用情况）
碳纤维和玻璃纤维复合材料也可以通过CNC加工加工。我们的工程师将利用钻石涂层切割工具，以确保没有物质分层。即使这种类型材料的CNC铣床成本很高，它发现航空航天中的重要应用。 JS公司在每个复合材料项目上都提供自定义工艺工程师。
如何操作CNC铣床？
1.启动机器检查
操作员必须对CNC铣床的所有部分进行良好的检查。我们的工程师将首先检查润滑油水平是否在标准范围内，以及气压是否处于0.5MPA的标准水平。在每家初创公司之前，我们必须将机器加热5分钟，尤其是在冬季的环境温度低于10℃时。
2.工件的限制和定位
建议使用校准的精确虎钳或固定装置来夹紧工件。我们通常使用拨号指示器来对齐工件，以使夹紧误差可控制高达0.03mm。为了CNC铣削转向工件的复合处理，建议使用旋转表来提高处理效率。
3.工具安装和参数设置
我们根据处理要求选择适当的铣刀。安装工具时，请使用扭矩扳手确保夹紧压力适中。所有工具都需要校准，以确保对刀具长度和直径补偿值进行准确的测量。
4.程序加载和验证
我们的工程师将处理程序加载到CNC系统通过使用USB闪存磁盘或网络。在第一次处理新程序时，建议将进料率降低到测试处理的50％。通常将新一代CNC系统提供程序仿真功能，并且可以有效地避免加工碰撞。
5.过程监视
在正式处理中，操作员需要在整个处理过程中观察机床的运行状态。请注意处理特征，例如切割声音和芯片形状。在某些复杂的过程中，例如CNC铣削转动化合物处理，建议在每次10-15个工件后进行维度检查。
6.进行清洁和维护
处理完成后，我们将首先关闭主轴并小心地卸下工件。清洁工具杂志，非常彻底地工作。将正确量的润滑油放入导轨和螺钉中，以使机器保持健康。
手动编程和CAM软件程序生成有什么区别？
1.编程速度的差异
当手动研讨会技术人员对代码进行编程时，他们需要按线计算工具坐标。需要一个熟练的技术人员2小时才能为带有螺纹孔的底座进行编程。后CAM软件已在3D模型中读取，系统会自动计算工具路径，并且相同零件的编程时间减少到20分钟。
2.复合结构处理能力
人体编程很难处理自由形式的表面，例如用五轴处理处理的汽车涡轮刀片。 CAM软件可以通过算法优化控制±0.01mm之内的表面处理误差。 2023年CIMDATA报告显示，使用CAM软件的企业复杂部分的处理效率增加了62％。
3.人为错误的概率
当操作员手动对代码进行编程时，将容易出现对小数点的未对准或轴向的混淆。德国质量测试组织的数字报告说，手动编程的第一个通过率为78％，而CAM软件自动生成的程序的第一个通过率为95％。
4.学习和使用成本
技术人员需要3-6个月的时间才能精通手动编程，而CAM软件使用培训为2-4周。但是，公司需要支付约20,000至80,000元的年度软件许可费，而小型加工工厂更喜欢维护手动程序员。
手动编程相对凸轮编程
| 比较项目 | 手动编程 | 凸轮编程 |
| 平均编程时间 | 4.2小时/件 | 0.7小时/件 |
| 复杂零件的收益率 | 82％ | 96％ |
| 人事培训周期 | 5个月 | 3周 |
主轴在CNC铣削中的作用是什么？
1.驱动工具旋转以切割
主轴使铣刀以高速旋转，以切割金属或塑料。根据材料的硬度，我们修改了速度。处理铝合金和切割不锈钢时，每分钟设置为8,000 rpm转速，将其降低至2500 rpm。在5轴CNC铣床中，需要将主轴连接到旋转桌上，以完成航空零件表面的高精度加工。
2.确保加工精度
径向主轴跳动错误对零件大小有直接影响。机床主轴跳动高达0.003毫米，是头发厚度的1/20。这种非常准确的性能使医疗骨板中螺纹孔的音高误差不超过±0.01 mm。
3.执行多角度处理
5轴CNC铣削主轴具有侧壁加工倾斜±30度的能力。最近，在处理汽车涡轮刀片中，我们采用了此功能来删除最初需要5个夹紧至1的过程将生产周期减少60％。
4.提供加工稳定性
在重型切割中，主轴应能够承受大于800 n·m的扭矩。在切割模具钢时，我们将使用高刺轴并将进料速度降低到300 mm/min，以防止工具碎屑。
5.刺激性能
| 主轴类型 | 最大速度 | 扭矩峰 | 适用的方案 |
| 标准三轴主轴 | 12,000 | 450 n·m | 普通金属切割。 |
| 五个轴连接主轴 | 20,000 | 680 n·m | 复杂的表面加工。 |
| 高速电动主轴 | 42,000 | 180 n·m | 处理小精度零件。 |
资料来源：HAAS Automation 2023技术白皮书。
在加工中，小型CNC铣削的独特优势是什么？
作为JS技术工程师，我将向您展示小型CNC铣削的基本优势，从实际生产的角度来看：
1.占据更少的空间，但功能全部功能
与大型机器相比，小型CNC铣床占地40％-60％。尽管我们的微型机床尺寸很小，但它们配备了与大型机器相同的高精度球螺钉和线性指南定位精度高达±0.005mm，但仍然可以维持复杂表面的连续处理。去年，我们的任务之一是为新的Energy Vearth Corporation创建一个微型传感器外壳，其中使用此功能将单位成本降低22％。
2.能量消费经济性能
在铝合金加工过程中，具有3kW主轴功率的小型机床的单位能量消耗仅是大型机床的单位能量消耗的1/5。该好处意味着，小型CNC铣削尤其有利于原型开发和实验性小批量生产。我们为新能源车公司设计的电气控制盒处理解决方案通过简化流程，将单位的能源消费成本降低到0.78元，每年节省超过12万美元的电费。
3.混合材料处理的预测
JS的专有切割参数数据库可用于从6061铝合金到Peek Engineering Plastics的23种材料。在最近完成的骨科植入项目中，在钛合金和陶瓷复合材料过渡过程中，小型CNC铣削达到了80°±5°的切割温度控制，成功地避免了材料的相变。
4.富裕操作
经过48小时的JS培训，操作员将能够完全掌握所有小型CNC铣床的功能。我们的控制面板具有图形界面，并且我们的编程比传统系统要复杂60％。它特别适合多种类型和小地块的灵活生产需求。
5.RAPID过程验证系统
一旦客户上传图纸，我们的团队将能够制作模拟视频4小时内处理。去年的合作电子设备项目从Design Freeze完成，仅在72小时内完成了第3个小时的运输，并进行了3个流程迭代验证。
概括
从上述分析可以看出，CNC铣削技术已成为现代制造业的核心处理方法通过数字控制系统和精确机械的协调操作。在高级CNC铣削加工技术的帮助下，我们可以对50多种工程材料进行高精度成型处理。
随着五轴连锁技术和小型设备的开发，现在可以通过单个定位来完成需要在传统处理中进行多个夹紧的复杂零件。我们提供成熟的CNC铣削加工解决方案，这不仅可以提高生产效率超过30％，而且可以有效控制材料损失率和人工成本。这是一个不可或缺的技术支持系统，用于智能制造的转变。
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JS是定制制造服务的行业领先提供商，致力于为客户提供高精度和高效的一站式制造解决方案。拥有超过20年的行业经验，我们已成功提供了专业人士CNC加工， 钣金制造， 3D打印， 注射成型， 金属冲压以及5000多家企业的其他服务，涵盖了航空航天，医疗，汽车，电子等多个领域。
我们有一个现代的工厂认证ISO 9001：2015，配备了100多个高级五轴加工中心，以确保每种产品都符合最高质量标准。我们的服务网络涵盖了全球150多个国家，为小规模的试验生产和大规模生产提供24小时快速的响应，从而确保您的项目有效进步。
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常见问题解答
1.手动操作多长时间？
CNC铣床的手动操作时间主要取决于工件的复杂性和数量。夹紧并为简单工件设置工具需要10-30分钟，但是复杂的工件需要1-2个小时。在批量生产中，在第一件作品进行调试之后，基本上可以实现自动处理，并且只需要手动检查。
2.计算机如何控制铣床？
计算机通过使用预先建立的G代码程序来控制铣床。操作员将程序加载到CNC系统中后，计算机将准确地命令伺服电机在X/Y/Z轴上操纵工具，并自动执行切割过程而无需任何人参与。
3. 3轴和5轴之间的区别是什么？
3轴CNC只能在X/Y/Z方向上加工，并且可以应用于平坦部件。 5轴CNC添加了一个旋转轴，并且该工具可以倾斜进行加工，该工具可以一次完成复杂的弯曲表面，例如叶轮，将夹紧误差降低60％，这对精确模具和飞机零件的有效批量产生特别适用。
4.为什么使用多轴处理？
多轴处理可以减少零件夹紧时间，并通过一次性定位实现复杂的弯曲表面处理。 JS的五轴CNC设备可以提高零件的加工精度，例如涡轮叶片到±0.005mm，并且合格的速率增加了30％，这对航空航天精确零件的大规模生产必需品具有特别适用性。
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