什么是数控加工？了解其工艺流程、优势和应用

数控加工虽然是实现设计精度的强大工具，但它也常常成为传统模式创新的瓶颈。设计师们倾注所有精力完成最具创新性的概念，却往往在制造阶段遭遇挫折。要么是因为结构过于复杂而无法制造，要么是为了在工艺上做出妥协而不得不牺牲性能；最终的结果往往是平庸之作。

数控加工核心知识快速参考表

数控加工是现代制造业利用数字化编程实现复杂零件更精确、更高效生产的基础之一。其核心包括铣削和车削，并由控制系统（包括数控系统、伺服驱动器和精密机械）提供支持。CAD /CAM 和 G 代码将设计和制造过程紧密连接，确保了高精度和一致性。在航空航天、医疗和汽车等行业，数控加工向智能化、复合型和集成化解决方案的发展必将推动制造业的数字化转型。

图1：LS Manufacturing生产的几种工业机械零件

为何信赖本指南？来自 LS 制造专家的实践经验

也就是说，LS Manufacturing 的车间每天都在加工微米级公差、复杂的内部空腔和高强度材料。从关乎飞行安全的航空航天结构部件到医疗植入物，这里生产的所有产品都基于非正式的实际应用优化以及详尽的可靠性验证。

该团队拥有十余年的服务经验，已成功交付数万件高精度数控加工零件；因此，他们在材料特性、刀具动力学和工艺参数方面积累了丰富的专业知识。这些经验通常来之不易，源于早期反复试验的成本，并通过持续成功的交付不断巩固。本指南中分享的每一项策略和技术，都是经过切削、冷却和严格质量控制方面的反复测试和提炼而成的。

我们的实践始终基于系统性思维。所有员工都严格遵守ISO 9001 标准。 我们致力于构建质量管理体系，并考虑在医疗器械制造中实施ISO 13485标准，优先考虑从设计到生产的整个过程的可控性、可靠性和可追溯性。我们分享的正是这种将实践经验与标准化相结合的可靠方法，旨在帮助您快速可靠地将创新设计转化为高质量产品。

什么是数控加工？

数控加工的工作原理是什么？

数控加工技术流程的第一步是在纸上绘制待加工零件的概念草图。然而，我们使用专为二维 (2D) 和三维 (3D)建模设计的精密加工 CAD 软件。CAD 图纸应为按比例绘制的模型，并提供厚度、深度和其他尺寸等固有参数信息。

步骤 2：将 CAD 模型转换为 CAM 模型

使用CAM（计算机辅助制造）软件将CAD模型转换为CNC代码（G代码）。该代码指示机器如何移动和切割。

步骤 3：数控机床配置

在此步骤中，数控机床操作员设置精密机床以执行预先编程的G代码和M代码。这包括对加工输入参数进行初步检查，并将工件固定在数控机床上。

步骤 4：数控机床操作员执行程序

如今，数控机床主要通过输入代码来启动生产并按预期运行。请记住， 数控加工技术是自动化的，除非操作员按下停止按钮，否则不会停止。因此，操作人员在观察过程中必须保持警惕，以防出现突发错误、紧急情况或需要调整的情况。

CNC加工有哪些类型？

1. 磨削加工

磨削加工是一种利用磨料工具（如砂轮、磨石等）对工件表面进行磨削的加工方法。其基本原理是通过磨料工具与工件表面之间的摩擦、划痕和刮擦作用去除工件表面的材料，从而达到所需的尺寸、形状和表面质量。

磨削加工广泛应用于机械制造领域，尤其适用于对精度和表面质量要求较高的场合。它可以加工各种工件的内外圆柱面、锥面和平面，以及螺纹、齿轮、花键等特殊复杂的成形表面。此外，磨削还可以加工其他机床难以加工的材料，例如硬化钢、硬质合金、玻璃、陶瓷等。

2. 车床加工

车床加工的基本原理是利用车床设备，通过旋转工件并使其相对于固定或移动的切削刀具（例如车刀）运动，去除工件上的多余材料，从而获得所需的形状、尺寸和表面质量。车床加工可以完成各种加工任务，包括但不限于外圆加工、内圆加工（例如镗孔） 、端面加工、开槽、切断、成形表面加工等。

3.铣削加工

铣削是利用旋转刀具从工件上切削材料，以获得所需形状和尺寸的过程。刀具的选择和加工参数的设置对加工效果有显著影响。一般来说，高速钢刀具适用于铣削大多数金属材料，而硬质合金刀具则适用于较硬的材料。此外，切削速度、进给量和切削深度等参数的设置也需要根据具体的材料和加工要求进行合理选择。

铣削加工 适用于各种材料和形状的工件，包括平面、沟槽、螺旋面、齿面、成形面和外圆等。在大批量生产中，铣削加工除了可以加工细长的平面外，几乎可以取代刨削，成为加工平面、沟槽和成形面的常用方法。

图 2：LS Manufacturing 公司 CNC 加工操作对比可视化指南

比较铣床和车床的异同及优势

高精度数控加工依赖于两种基本类型的设备。以下是铣床和车床的详细比较：

以下是数控加工的优点：

铣床的优势

• 高精度：该机器的加工和铣削由数控系统控制，因此适合高精度加工，以满足精密制造的要求。
• 高灵活性：通过多轴联动功能，铣床能够主动满足各种加工需求，从而提高生产效率。
• 生产效率高：铣床主要使用多刃切削刀具，切削效率非常高，可以缩短操作周期。

车床的优点

1. 适用于批量生产：车床特别适用于单件小批量和批量生产，可以快速完成旋转零件的加工。
2. 加工精度高：车床通过工件的旋转和刀具的精确进给，可以实现较高的加工精度。
3. 多功能性强：该车床可加工各种旋转体表面，如内圆柱面、外圆柱面、圆锥面等，具有很强的多功能性。
4. 经济性好：该车床结构相对简单，维护成本低，适合中小企业和加工车间使用。

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LS制造案例研究：便携式超声波设备外壳的集成加工和超密封安装

客户的困境

客户正在开发一款采用铝合金外壳的高端便携式超声设备，并在此过程中遇到了一个经典的难题：内部结构复杂的传感器迷宫必须与IP67防水密封完美配合，同时还要保证重量和强度不受影响。传统的组件组装方案行不通，而寻找能够以高精度、超强密封性和一体化注塑工艺制造该设备的供应商，又使得该项目不得不暂时搁置。

LS制造解决方案

我们坚信，更优的制造工艺始于设计阶段的深层。团队并未立即开始加工，而是首先进行了全面的可制造性设计分析。我们发现右下角的一个关键角度是密封表面的风险点，并建议采用可加工的圆角进行优化——这一微小的调整为高质量的加工铺平了道路。在制造方面，我们采用了一台五轴数控加工中心，并配合定制的真空夹具，通过多步应力控制切割，实现了小于0.02毫米的定位精度和完美的密封表面，从根本上消除了多次夹紧操作可能造成的误差。

结果与价值

此次合作的价值远不止于单个零件。最终，该产品的首次验收率高达99.8% ，零件数量从五个减少到一个，装配时间缩短了40% ，项目周期也缩短了30% 。基于这份信任，客户随后指定LS Manufacturing为其所有核心结构件的战略合作伙伴。

LS Manufacturing 的理念是从设计阶段就介入，通过面向制造的设计 (DFM) 分析降低风险，并执行先进的工艺规划。我们整合了五轴加工、在线检测和符合规范的表面处理技术，以实现高精度、稳定的生产，满足严格的行业标准。我们的目标是成为您制造环节的技术合作伙伴，共同克服瓶颈，推动创新。

需要类似的高精度解决方案？请联系我们的工程专家，我们将为您量身定制优化流程的方案。

为什么选择数控加工？

数控加工的介绍首先从其相对于传统制造方法的显著优势入手。作为一种数控加工技术，它能够实现高精度、可控的生产。由于数控机床可编程，每个步骤都能得到精确控制，从而能够以最小的误差制造出完全相同的零件。这不仅减少了浪费，还保护了专有设计免遭复制。

1. 精准可控：制造过程中最重要的方面之一就是精准度。如果产品存在缺陷或参数超出既定规格，都是不可接受的。由于数控机床可编程，生产过程的每个细节都可得到控制。数控机床能够制造出完全相同的零件，且不会出现任何误差。减少误差还能消除不必要的浪费，并使他人更难复制您精准的工艺和设计。
2. 快速生产：数控机床因其高效性而成为制造业的理想选择。数控操作员完成编程后，零件和产品的制造过程即可实现自动化，从而提高操作速度。除非机器需要维护，否则您甚至无需停机。您可以持续不间断地进行生产，这比使用人工效率更高。
3. 精密制造：在制造环境中，数控机床扮演着至关重要的角色。制造涵盖从产品到客户的一系列流程，每个阶段都需要不同类型的设备和技术。在制造过程中，需要进行各种操作，包括但不限于焊接、火焰切割、钻孔和剪切。在这些操作中，必须精确定位零件，并快速将工件移动到指定位置并执行特定动作。所有这些任务都可以在数控机床上安全、高效、精确地完成。
4. 安全可靠：在制造业中，工人始终扮演着不可替代的角色。制造过程中需要考虑诸多因素，尤其是在生产精密定制数控零件时。您当然希望工作环境尽可能安全。如果您是职业安全员或工程师，请与您的同事分享以下建议。在生产小型零件时，消除某些人为错误可以降低可能导致严重伤害的常见风险。这样做不仅可以提高整体操作安全性，还能让您的员工有更多时间完成其他关键任务。
5. 降低成本：数控加工技术是一种经济高效且精度高的零件和产品生产方法。在现代工业中，它被广泛应用于各种精密复杂形状零件的加工。与传统加工方法相比，数控加工所需的原材料用量也更少。由于采用了新技术，生产成本得以降低，生产效率也得以提高。车间集中采用数控技术可以显著减少误差、生产成本和产品管理费用。

图 3：LS Manufacturing 公司对CNC 车削和铣削中心的性能进行比较

数控加工有哪些应用？

CNC加工的应用范围涵盖从高科技到关键应用，充分证明了这种先进制造技术的通用性和高精度。主要应用领域如下：

1. 航空航天工业

数控加工技术在航空航天工业中有着广泛的应用，涵盖了从高精度制造到复杂形状零件加工的各个方面。涡轮叶片、发动机部件和结构件等关键零件的加工精度和重复性都依赖于数控加工。由于对公差和材料性能的严格要求，可靠的航空航天零件数控加工对于航空航天技术的进一步创新至关重要。

2. 汽车行业

在汽车行业，数控加工技术也发挥着重要作用。它广泛应用于汽车零部件的加工，包括：发动机部件（缸体、缸盖、曲轴、连杆等）、传动系统部件（齿轮、轴、变速箱壳体等）以及车身和底盘部件（车身结构件和底盘件）。随着汽车行业的快速发展和消费者对汽车性能要求的不断提高，数控加工技术在汽车行业的应用前景将更加广阔。

3. 电子产品

在电子产品制造领域，数控加工技术也占据着重要地位。它主要用于加工电路板、外壳、连接器等元件。具体应用包括：电路板加工、外壳制造和精密零件加工。数控加工技术能够实现电子产品零件的高效、高精度加工，满足电子产品不断升级的需求。

4. 医疗行业

医疗器械数控加工在制造高精度医疗器械、植入物和诊断设备方面至关重要。其应用包括人工关节、脊柱植入物、牙科假体以及磁共振成像（MRI）和计算机断层扫描（CT）等成像系统的组件。数控加工能够确保产品具备生物相容性、严格的公差要求和优异的表面光洁度，从而保障患者安全和设备可靠性。

5. 模具制造业

模具制造是数控加工技术的重要应用领域。数控加工技术在模具制造中的应用主要包括注塑模具加工、压铸模具加工以及其他复杂形状模具的加工；导柱、导套、顶针等标准模具零件的加工；以及损坏或需要改造的模具的修复、改造等。在此方面，随着模具制造精度和效率的提高，制造成本得以降低，从而加速了模具制造业的快速发展。

6. 能源行业

在能源行业，数控加工技术也被广泛应用于各种设备和零部件的加工，例如压力容器、换热器、管道等关键部件的加工，以及石油钻机、钻井工具等设备的加工制造。数控加工技术在能源行业的应用提高了设备​​和零部件的加工精度和效率，促进了能源行业的可持续发展。

数控机床操作员是做什么的？

CNC技术人员在制造业中扮演着至关重要的角色，他们负责利用计算机数控（CNC）技术来控制机床，进行精密加工。

编程

数控机床操作员的工作包括启动前检查、刀具安装、参数调整以及维护机床的最佳状态。在此过程中，他/她会观察机床的运行情况，调整设置以确保稳定性和精度，并快速诊断和排除刀具碰撞等问题。

机器操作

维持

按照设备使用说明书和操作手册的规定，对机床进行日常维护、保养和清洁，包括检查润滑油油位、冷却液量、气压等，以确保机床正常运行。根据机床的维护计划，进行更深入的维护工作，例如清洗换热器滤网、检查刀具拉拔螺栓、检查各轴的机械原位等，以延长机床的使用寿命。整理并存档机床相关信息，包括维护记录、故障排除记录等，为后续机床的使用和维护提供参考。

图 4：LS Manufacturing 的简化 CAD/CAM 计算机数控制造流程

选择数控加工服务公司时需要考虑的因素

选择数控加工服务公司时，需要考虑几个关键因素。这些因素包括：

1. 处理能力和技术水平

对于企业而言，处理数控加工的能力和技术水平至关重要。例如，巨生公司因其卓越的制造加工能力和技术专长而广受赞誉。

2. 技术实力和经验

为了确保公司拥有雄厚的技术实力和丰富的经验，必须组建一支由经验丰富的工程师、程序员和操作人员组成的专业团队，能够处理各种高难度的加工任务。通过回顾公司以往的成功案例，我们可以全面了解其在类似项目中的表现和经验积累，从而有效地评估其技术实力和服务质量。凭借丰富的经验和成功的实践， LS Manufacturing 已在该专业领域确立了其强大的地位。

3. 质量控制系统

为了确保加工产品的质量，企业应建立一套完整的质量控制体系，涵盖从原材料质量检验、流程严格把控到成品检验等诸多环节。企业必须熟练掌握所使用的检测工具和设备，以确保加工精度达到预期水平。LS Manufacturing 在其数控加工过程中采用尖端检测工具，确保每个零件都符合严格的行业标准，并远超客户预期。

4. 价格和成本效益

公司报价应公平透明，不得有任何隐性费用，价格应与服务质量、生产精度、交货时间等多方面因素相符。我们综合考虑价格、质量、交货时间和售后服务等多方面因素，进行了成本效益分析，最终选择了一家性价比高的服务提供商。LS Manufacturing 为客户提供具有竞争力的价格，但绝不会因此降低产品质量。

5. 交货时间和售后服务：

及时供货和高效的售后服务是确保客户满意的核心要素。我们在这两方面都表现出色，能够及时有效地满足客户需求。

6. 公司资质：

公司的各项认证和资质不仅展现了公司的专业能力，也体现了其对行业标准的严格遵守。LS Manufacturing的这些资质进一步巩固了其在数控加工领域的声誉。

LS Manufacturing符合所有这些标准。请索取能力指南。

选择LS制造，我们将为您提供一站式服务。

获得高质量的机械加工服务仍然是快速生产成功的关键。作为一家机械加工厂，我们提供全方位的机械加工服务，满足您的各种加工需求——从粗加工到精加工。

我们拥有超过15年的数控加工经验，可加工公差高达0.005毫米的零件，提供当日报价和72小时交货服务。我们可生产80件以上的各种数量的零件。我们的目标是为原型制作和批量生产的客户提供最高质量、最高效的金属零件加工服务。从原材料控制到产品检验，我们始终追求卓越品质，力求为您提供完美的结果。

LS Manufacturing 深知生产中每一个细节的重要性，因此我们不仅确保产品符合您的期望，更在质量和外观方面超越您的预期。如果您正在寻找可靠专业的粗加工服务供应商， LS Manufacturing将是您值得信赖的合作伙伴，助您在加工过程中实现高效卓越的加工效果。

常见问题解答

1. 原型制作和批量生产的典型交付周期是多久？

我们的标准原型交付时间为 3 个工作日，生产批次交付时间为5-15 个工作日，具体取决于数量和复杂程度。

2. 如何确保医疗和航空航天等关键应用部件的质量？

质量是我们的标准。我们持有医疗器械领域的 ISO 9001:2015 和 ISO 13485:2016 认证。我们采用专业的设备，例如三坐标测量机 (CMM)，并实施“来料检验-过程检验-成品检验”的三重检验体系，以确保严格的数控加工公差。对于关键项目，我们会提供完整的检验报告，以确保全程可追溯性。

3. 你们的定价结构是怎样的？我怎样才能获得准确的报价？

我们的价格透明，包含材料、人工、准备和后期处理费用。您可以在我们的在线平台上传CAD文件，几小时内即可获得详细的CNC加工报价，绝无任何隐藏费用。

4. 是否有最低起订量？

我们非常灵活。原型制作阶段没有最低起订量要求；即使只订购一件产品也能启动生产。生产阶段支持从小批量到大规模的量产，并提供阶梯式定价。

5. 如何适应设计修改并保护自己的知识产权？

每份报价单均附赠一份免费的DFM分析报告，旨在优化设计并降低成本。所有客户数据均受保密协议严格保护，确保您的知识产权安全。

6. 您可以加工哪些材料和表面处理？

我们可加工超过50种金属，包括铝、不锈钢和钛，以及PEEK和ULTEM等塑料。我们提供超过20种不同的表面处理工艺，例如阳极氧化、电镀、粉末涂装和钝化等。

7.你们提供组装和后处理的一站式服务吗？

是的，我们提供真正的一站式服务，包括钣金加工、 3D打印、表面处理和成品组装，以及CNC加工，让您在管理供应链时更加轻松。

8. 启动项目需要提供哪些文件？沟通流程是怎样的？

请提供 STEP、IGS 等 3D CAD 文件以及 2D 工程图纸。提交后，您的指定项目经理将全程驻场，确保从报价、生产到交付的每一步沟通顺畅、完全透明。

概括

数控加工凭借其高精度、高效率和优异的适应性，已成为推动现代工业发展的核心技术。它不仅广泛应用于各行业关键零部件的制造，而且不断推动生产模式的创新和产业升级，成为制造业智能化转型不可或缺的基石。

现在正是将先进制造能力转化为产品竞争优势的最佳时机。立即上传您的零件图纸，LS Manufacturing 的专家团队将为您提供免费的 DFM 可制造性分析和精准报价。选择专业，让我们强大的技术实力为您的下一个创新项目保驾护航，携手打造精准的高品质解决方案。

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LS制造团队

LS Manufacturing是一家行业领先的公司，专注于定制化制造解决方案。我们拥有超过20年的经验，服务过5000多家客户，专注于高精度CNC加工、钣金制造、3D打印、注塑成型、金属冲压以及其他一站式制造服务。
我们工厂拥有超过100台最先进的五轴加工中心，并通过了ISO 9001:2015认证。我们为全球150多个国家和地区的客户提供快速、高效、高质量的制造解决方案。无论是小批量生产还是大规模定制，我们都能在24小时内以最快的速度满足您的需求。选择LS Manufacturing，意味着选择高效、优质和专业。
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