CNC加工零件指使用CNC设备生产的部件。CNC加工——计算机数控加工的缩写——是一种精密的制造方法，现已成为现代制造中广泛使用的工艺。
CNC加工中使用的设备称为数控机床（或简称为“CNC机床”），尽管地区命名约定不同。在中国长三角地区，它通常被称为“加工中心”，而在珠三角地区，它通常被称为“数控铣床”或“电脑铣床”。
常见类型CNC机器
数控车床–通过旋转夹头中的工件来工作，同时切削刀具沿两个轴移动以生产圆柱形零件。
数控铣床–通常用于平面零件，但具有额外自由度的更高级模型可以产生复杂的形状。在大多数情况下，当主轴沿三个轴（或在高级机器上为四/五轴）旋转切削刀具时，工件保持静止。在某些设计中，主轴是固定的，工件移动到切削路径中。
数控钻床–与铣床类似，但设计为仅沿一个轴（Z轴）切削，钻头直接向下送入工件。
数控磨床–使用砂轮实现高质量的表面光洁度，通常作为硬化金属的精加工工艺，以去除少量材料。
CNC加工与传统加工
与传统加工方法相比，CNC加工具有更高的精度和灵活性，但成本可能高于注塑、压铸或冲压等其他制造工艺。
影响CNC加工成本的主要因素包括：
1.加工设备
设备成本包括购买价格、运营成本、维护费用、模具成本和数控系统使用费。机器越昂贵、越复杂，每个零件的成本就越高。
铣床通常比车床更昂贵，因为它们的移动部件更复杂，设置难度更大，并且能够执行更复杂的加工。因此，在可能的情况下，将零件设计为可在车床上加工，而不是需要铣削。
成本也因铣床的类型而异。轴数越多的机器价格越高。虽然5轴机床可以更快、更准确地生产复杂的几何形状（缩短周期时间），但它们比3轴机床成本更高。
2.设计成本
设计成本包括CAD建模、CAE优化和CAM编程。CAD/CAE成本可能并不总是分配给零件成本，这取决于客户与供应商的安排。由于设计成本是固定的，因此生产更多的数量会降低单位成本。
3.材料成本
材料成本是零件成本的最大组成部分之一，由以下因素决定：
- 原材料成本–价格因材料类型和市场位置而异。根据功能要求选择材料，而不是不必要的高性能（和昂贵）材料。例如，不锈钢316比304贵得多。
- 材料用途–通过设计需要较少材料的零件来减少浪费。在某些情况下，考虑将复杂的零件拆分为两个更简单的零件以供以后组装。
- 切削–更容易切割的材料（例如铝）减少了加工时间和成本，而较硬的材料（例如不锈钢）需要更昂贵的刀具并增加磨损，从而增加成本。
4.生产量
由于共享设计和设置成本，随着产量的增加，单位成本显着降低。编程和机器设置通常是批次的一次性任务。
5.特殊要求
更严格的公差会增加加工难度和废品率，从而增加成本。更高的表面光洁度要求可能需要额外的工艺，例如磨削，这也增加了成本。
后处理（例如热处理、阳极氧化、电镀）可以提高性能或外观，但也会增加成本。在同一零件的不同区域应用不同的表面光洁度会显着增加成本——均匀的光洁度更经济。
6.结构设计因素
零件的复杂性直接影响成本。复杂的几何形状通常需要先进的机械、更多的设置、更长的加工时间和更严格的检查。关键设计注意事项包括：
（1）避免薄壁
薄壁易碎，容易振动变形，需要较慢的切削速度。对于金属零件，壁厚应为>0.8毫米;对于塑料部件，>1.5毫米。
（2）避免不可加工的特征
例如，由于立铣刀呈圆柱形，因此无法直接铣削完美的90°内角，从而产生圆角。如果需要尖角，则需要EDM（放电加工），这更昂贵。如果可能，请改用内部半径进行设计。
（3）使用较大的内角半径
小半径需要更小的刀具和较慢的速度，从而增加了加工时间和成本。一般规则：圆角半径（R）应至少为型腔深度（D）的1/3，理想情况下应为刀具半径的1.3×。
（4）极限型腔深度
深型腔需要更多时间，并且存在刀具偏转和排屑挑战。通常，型腔深度不应超过型腔宽度的四倍。
（5）尽量减少复杂曲面
曲面需要更小的刀具和较慢的加工速度。在可能的情况下，用倒角替换圆边，以节省时间和成本。
（6）限制螺纹长度
长度超过孔径三倍的螺纹很少会增加强度，但会增加加工时间。对于盲孔，在底部留出至少等于直径一半的浮雕区域。
（7）将孔设计成标准尺寸
使用标准钻头尺寸比铣削定制孔直径更快、更便宜。推荐深度为钻头直径的≤10×。
（8）最小化设置
设计零件时，所有特征都可以在尽可能少的设置中进行加工，以减少处理、重新定位和对定制夹具的需求。
（9）避免不必要的文字或雕刻
雕刻文字会增加加工时间。如果需要文本，请考虑丝网印刷或激光打标，并使用至少20 pt大小的简单无衬线字体。
结论
通过在考虑成本效益的情况下优化结构设计——避免不必要的复杂性、选择合适的材料并减少设置和加工时间——您可以显着降低CNC加工成本，而不会牺牲功能或质量。
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