CNC 加工终极指南 2 ：解答 30 多个有关成本、材料和时间表的关键问题
CNC加工中的材料
8. CNC加工可以使用哪些材料？
CNC 加工可兼容大量材料，从而为零件设计和功能带来极大的灵活性。
CNC 加工的一个主要优势是它能够处理大量金属和塑料，从而能够生产具有特定属性的零件，以满足实际工程应用的需求。
9. 材料选择如何影响成本和性能？
在任何项目中，成本、性能和可加工性之间的关系都是关键的权衡。
成本与性能：通常，性能更高的材料价格也更高。PEEK 的价格可能是 Delrin 的 20-30 倍，而钛的价格则远高于不锈钢。您必须在特定性能（例如耐高温、生物相容性）的需求与项目预算之间取得平衡。
成本与可加工性：材料硬度和热性能直接影响零件的加工时间。6061 铝合金被认为是可加工性的基准——它质地柔软，易于切削。相比之下，钛和不锈钢等材料硬度更高，产生的热量更多，刀具磨损也更大，需要的机床速度更低，加工时间和成本也会增加，有时甚至比铝合金高出 2 到 4 倍。
10. 我可以使用定制或特殊材料吗？
是的，大多数经验丰富的 CNC 加工车间可以使用客户提供的材料或定制材料。但是，有一些重要的注意事项：
可用性和采购：特殊合金或特定等级的材料可能需要较长的交货时间或较高的最低订购量。
可加工性数据：如果是一种非常新或稀有的材料，车间可能没有建立有关最佳切削速度和进给的数据，因此需要采取更谨慎（因此更慢、更昂贵）的方法。
成本：采购和加工特殊材料始终是一项优质服务。请做好高昂成本的准备。
11. 对于特定应用来说，最佳材料是什么？
选择正确的材料对于零件的成功至关重要。
航空航天： 对于航空航天应用，钛（因其高强度重量比和耐高温性）和 7075 等高强度铝合金等材料因其在极端条件下的性能而被广泛选用。
汽车：耐用性和成本效益至关重要。不锈钢常用于制造排气部件，而6061铝合金常用于定制支架和底盘部件。碳钢是通用结构部件的经济实惠之选。
医疗：生物相容性和可灭菌性至关重要。钛和PEEK因其非反应性而被广泛用于植入物。316L不锈钢是手术器械的常见选择。
V. 交货时间和生产时间表
12. CNC加工项目的典型交付周期是多久？
对于小批量的简单零件，CNC 加工的标准交货时间通常为 5 至 10 个工作日，对于复杂项目、大批量或需要后处理的零件，则需要 4 周或更长时间。
有几个因素影响这个时间表：
零件复杂性：简单的 3 轴零件可以快速编程和加工，而复杂的 5 轴零件则需要更多的设置和加工时间。
材料供应： 6061 铝等常见材料通常都有库存。采购专用合金或塑料可能会使初始工期延长数天甚至数周。
车间容量：机械车间当前的工作量起着重要作用。繁忙的车间排队时间会更长。
精加工和后处理：每个额外的精加工步骤（例如阳极氧化、喷漆）都会增加其自身的准备时间，通常每个步骤需要 2-5 个工作日。
13. 如何加快我的 CNC 加工项目？
当速度至关重要时，您有几种选择，尽管它们通常价格昂贵。
支付加急服务费用：许多商店提供加急服务，只需支付额外费用即可将您的项目移至队列的最前面。
简化设计：设计越简单，所需的编程和加工时间就越少。重新评估您的设计，找出在不影响功能的情况下可以简化的功能。
选择常用材料：选择商店库存的材料以消除采购延迟。
清晰及时的沟通：快速响应提供商的任何问题并立即批准数字证明以保持项目进展。
14. 什么原因导致 CNC 加工延迟？
可制造性设计 (DFM) 问题：如果提供商在编程阶段发现设计缺陷（例如，无法加工的内角），则项目将被搁置，直到设计修改完毕。
材料短缺：供应链中断可能会延迟原材料的到达。
质量控制失败：如果零件未通过检查，则可能需要从头开始返工或重新加工，从而导致严重延误。
沟通不畅：指示不明确、图纸上缺少信息或文件冲突可能会导致暂停和返工。
15.我能快速获得原型吗？
是的。快速成型是数控加工的一大优势。许多在线平台和本地商店都专注于快速交付服务，能够在短短 24-48 小时内交付采用 6061 铝和 Delrin 等常见材料制成的简单零件。但与标准交付周期服务相比，其成本更高。
VI. 设计和技术考虑
16. CNC加工需要哪些文件格式？
为了获得准确的报价并确保零件正确制造，提供正确的文件至关重要。CNC加工普遍首选的文件格式是 3D CAD 模型，其中 STEP（.stp、.step）是黄金标准，其次是 IGES（.igs、.iges）。这些是包含零件精确几何数据的实体模型格式。虽然 STL 文件在 3D 打印中很常见，但它们不太适合 CNC，因为它们是网格文件，缺乏实体模型的丰富数据。除了 3D 文件外，强烈建议使用 2D 技术图纸（通常为 PDF 格式），以便指定公差、螺纹、表面光洁度以及 3D 模型中未包含的其他关键信息。
17. 零件设计如何影响加工成功？
加工零件的成功往往早在其交付机床之前就已确定。遵循可制造性设计 (DFM) 原则是实现成功且经济高效的 CNC 加工零件的最重要因素。良好的设计可确保零件高效、精准地制造，并避免不必要的成本。关键的 DFM 原则包括：设计时充分考虑刀具的可达性、使用标准孔尺寸、最大限度地减少设置次数以及指定适当的公差。
18. 应避免哪些常见的设计错误？
避免这些常见的陷阱将节省您的时间、金钱和精力。
公差过紧：这是最常见且代价高昂的错误。指定的公差比功能要求更严格，会大幅增加加工和检验成本。
锋利的内角： CNC 刀具是圆形的，因此无法打造出完美的锋利内角。所有内角都会有半径。设计时指定半径（理想情况下是标准刀具尺寸）至关重要。想要获得锋利的内角需要二次加工，例如 EDM（电火花加工），而这非常昂贵。
过于复杂的特征：避免设计难以或无法用切削刀具达到的特征，例如深而窄的凹槽或没有刀具通道的通道。
文字和刻字：雕刻小文字是一项耗时的操作，会增加大量成本。仅在零件识别绝对必要时才进行雕刻。
19. 我需要提供自己的 CAD 文件吗？
是的，超过 99% 的情况下，您需要提供自己的 3D CAD 文件。CNC 服务提供商是制造专家，而非设计公司。虽然一些大型服务提供商可能会提供设计和工程服务（需单独付费），但标准工作流程要求客户提供完整且最终确定的数字设计。如果您无法自行创建 CAD 文件，则需要先聘请自由设计师或工程公司来创建。