CNC加工是当今应用最广泛的原型和制造方法之一，特别是金属零件。
大部分的细节,如工具、主轴转速、刀具类型和深度,在机器照顾店,但是有些事情你能做的在设计你的产品不仅可以确保它,还要创建一个瘦的产品没有打破银行。
在设计一部分是CNC加工的部分时，考虑制造业努力是有用的。提供材料，工具，设置部分，并将其加到最终形式需要多少努力？通过在设计中进行智能决策，您可以减少必要的努力，这反过来又降低了部分成本和提前时间。了解有关制造业的更多信息我们的DFM数控大师班！
我们收集了一些最佳实践，以便您在设计产品时记住，分为4个部分:钻孔、铣削、车削和高级技巧。
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钻井
钻孔是指在一块材料上打孔的操作。钻具是为垂直切割而设计的，具有锥形尖端，可以深入到材料中。
然而，钻得太深就会遇到问题。最大钻深应是最近钻头直径的12倍。这种长度或更长长度的钻头会降低钻头的刚度和保持紧公差的能力，并增加钻头断裂的几率。如果你确实需要深入，考虑增加孔的直径。另一种选择是从零件的两侧钻孔，如果完全有必要有这样深的孔。请记住，由于需要额外的机加工设置，这将增加制造过程的时间和成本。
通过孔与盲孔
通孔贯穿整个部件，而盲孔则不能。通孔的好处是更容易清洗和冷却。扩孔和穿线也更容易做通孔。然而，通孔可能与功能要求相冲突，例如在真空密封室的外壳上。
记住，当钻一个盲孔时，钻头上的锥形尖端将留下一个钻点，这将不会计算到你的孔的长度，特别是当穿线时。确保钻尖上方的孔深度足够配合零件或螺纹啮合。
如果你需要钻一个盲孔，设计它比必要的深度长25%。这将允许碎片收集的空间，并说明锥形尖端。
避免偏孔
部分孔洞应该避免，因为有很高的机会尖端漂移。如果你确实需要一个部分孔，保持钻孔轴上的材料，这样大部分的孔是包含在部分。
保持钻孔轴垂直于表面
钻轴应垂直于表面，以便不会发生尖端徘徊。在很多情况下，浅，平底袋可以铣削到圆形部分的表面上，使得钻进入垂直于表面。也可以使用飞行员孔，尽管在编程CNC机器时，而不是在部件的设计期间将进行该决定。
避免钻孔
设计钻孔的位置，这样它们就不会与零件中现有的空腔相交。如果完全不可避免，钻孔可以与空腔稍有相交，只要孔的中心轴不与空腔相交即可。
使用标准钻尺寸
使用标准的钻头尺寸。这可以应用于所有的切割操作:设计您的部分被切割标准，通用的工具将为您节省大量的钱!机加工车间可以制造不同寻常尺寸的新工具，但这是一个昂贵的过程，而且你可能会容忍标准的。125 "孔而不是。123 "孔。
同样，如果你的零件上有多个孔，尽量减少不同尺寸的钻的数量。显然，在某些情况下，你绝对需要不同尺寸的孔，但如果它们相对接近，看看你能否选择一个尺寸。这将减少在工具更改上花费的时间。
标准螺纹尺寸(公制)
| 线程尺寸 | 利用钻孔 柔软的尺寸 金属*和 塑料(毫米) |
利用钻孔 大小的硬 金属* *(毫米) |
最大点击深度 （毫米） |
| m1x0.25. | 0.75 | 0.85 | 9.53 |
| M1.2×0.25 | 0.95 | 1.00 | 9.53 |
| M1.4×0.3 | 1.10 | 1.20 | 5.16 |
| M1.5×0.35 | 1.15 | 1.25 | 5.16 |
| M1.6×0.35 | 1.25 | 1.35 | 7.94 |
| M1.8×0.35 | 1.45 | 1.55 | 9.53 |
| M2x0.45 | 1.55 | 1.70 | 11．11 |
| M2x0.4 | 1.60 | 1.75 | 11．11 |
| M2.2×0.45 | 1.75 | 1.90 | 11．11 |
| M2.5×0.45 | 2.05 | 2.20 | 12.70 |
| M3x0.6 | 2.40 | 2.60 | 15.88 |
| M3x0.5 | 2.50 | 2.70 | 15.88 |
| M3.5×0.6 | 2.90 | 3.10 | 17.46 |
| M4x0.75 | 3.25 | 3.50 | 19.05 |
| M4x0.7 | 3.30 | 3.50 | 19.05 |
| M4.5×0.75 | 3.70 | 4.00 | 22.23 |
| M5x1.0. | 4.00 | 4.40 | 22.23 |
| M5x0.9 | 4.10 | 4.40 | 22.23 |
| M5x0.8 | 4.20. | 4．50 | 22.23 |
| M5.5×0.9 | 4.60 | 4.90 | 22.23 |
| M6x1.0. | 5.00 | 5.40 | 25.40 |
| m6x0.75. | 5.25 | 5.50 | 25.40 |
| M7x1.0 | 6．00 | 6.40 | 28.58 |
| M7x0.75 | 6.20 | 6．50 | 28.58 |
| M8x1.25. | 6.80 | 7.20 | 28.58 |
| m8x1.0. | 7．00 | 7.40 | 28.58 |
| M9x1.25 | 7.80 | 8.20 | 31.75 |
| M9x1.0 | 8．00 | 8.40 | 31.75 |
| m10x1.5. | 8.50 | 9.00 | 31.75 |
| M10x1.25 | 8.80 | 9.20 | 31.75 |
| M10x1.0. | 9.00 | 9.40 | 31.75 |
| m11x1.5. | 9.50 | 10.00 | 42.07 |
| m12x1.75. | 10.30 | 10.90 | 42.07 |
| M12x1.5. | 10.50 | 11.00 | 42.07 |
| m12x1.25 | 10.80 | 11.20 | 42.07 |
| M14x2.0 | 12.10 | 12.70 | 42.07 |
| M14x1.5 | 12.50 | 13．00 | 42.07 |
| M14x1.25 | 12.80 | 13.20 | 42.07 |
| M15x1.5 | 13.50 | 14.00 | 42.07 |
| M16x2.0 | 14.00 | 14.75 | 46.04 |
| M16x1.5 | 14.50 | 15．00 | 46.04 |
| M17x1.5 | 15.50 | 16.00 | 46.04 |
| M18x2.5 | 15.50 | 16.50 | 46.04 |
| M18x2.0 | 16.00 | 16.75 | 46.04 |
| M18x1.5 | 16.50 | 17.00 | 46.04 |
| M19x2.5 | 16.50 | 17.50 | 46.04 |
| M20x2.5 | 17.50 | 18.50 | 50.80 |
| M20x2.0 | 18.00 | 18.50 | 50.80 |
| M20x1.5. | 18.50 | 19.00 | 50.80 |
| M20x1 | 19.00 | 19.00 | 50.80 |
| 锰x 1 | 21.00 | 21.00 | 55.00 |
| 锰x 1.5 | 20.50 | 20.50 | 55.00 |
| M22 x 2 | 20.00 | 20.00 | 55.00 |
| 锰x 2.5 | 19.50 | 19.50 | 55.00 |
| M24 x 1.5 | 22.50 | 22.50 | 60.00 |
| M24 x 2 | 22.00 | 22.00 | 60.00 |
| M24 x 3 | 21.00 | 21.00 | 60.00 |
**硬质金属包括钢1018和所有不锈钢
标准螺纹尺寸(英制)
| 线程尺寸 | 利用钻孔 柔软的尺寸 金属*和 塑料(毫米) |
利用钻孔 大小的硬 金属* *(毫米) |
最大点击深度 （毫米） |
| 0-80 | 1.19 | 1.32 | 7.94 |
| 1-64 | 1.51 | 1.59 | 9.53 |
| 1-72 | 1.51 | 1.61 | 9.53 |
| 2-56 | 1.78 | 1.85 | 11．11 |
| 2-64 | 1.78 | 1.93 | 11．11 |
| 3-48 | 1.99 | 2.18 | 12.70 |
| 3-56 | 2.08 | 2.26 | 12.70 |
| 4-40 | 2.26 | 2.44 | 14.29 |
| 4-48 | 2.37 | 2.49 | 14.29 |
| 有些人 | 2.58 | 2.78 | 15.88 |
| 5-44 | 2.64 | 2.79 | 15.88 |
| 6-32 | 2.71 | 2.95 | 17.46 |
| 6-40 | 2.87 | 3.05 | 17.46 |
| 8-32 | 3.45 | 3.66 | 19.05 |
| 8-36 | 3.45 | 3.73 | 19.05 |
| 10 - 24 | 3.80 | 4.09 | 22.23 |
| 10-32 | 4.04 | 4.31 | 22.23 |
| 12 - 24 | 4．50 | 4.80 | 23.81 |
| 银幕上 | 4.62 | 4.91 | 23.81 |
| 12-32 | 4.70 | 4.98 | 23.81 |
| 线 | 5．11 | 5.56 | 25.40 |
| 1/4-28 | 5.41 | 5.79 | 25.40 |
| 1/4-32 | 5.56 | 5.79 | 25.40 |
| 5/16-18 | 6.53 | 7.04 | 28.58 |
| 5/16-24 | 6.91 | 7.14 | 28.58 |
| 5/16-32. | 7.14 | 7.37 | 28.58 |
| 3 / 8-16 | 7.94 | 8.43 | 31.75 |
| 3 / 8-24 | 8.43 | 8.84 | 31.75 |
| 3/8-32 | 8.73 | 9.09 | 31.75 |
| 7/16-14 | 9.35 | 9.92 | 36.51 |
| 7/16-20 | 9.92 | 10.32 | 36.51 |
| 7/16-28 | 10.26 | 10.49 | 36.51 |
| 1/2-13 | 10.72 | 11.51 | 42.07 |
| 1/2-20 | 11.51 | 11.91 | 42.07 |
| 1/2-28 | 11.91 | 11.91 | 42.07 |
| 9/16-12 | 12.30 | 13．10 | 42.07 |
| 9/16-18 | 13．10 | 13.49 | 42.07 |
| 9/16-24 | 13．10 | 13.49 | 42.07 |
| 5/8-11 | 13.49 | 14.29 | 46.04 |
| 5/8-18 | 14.68 | 15.08 | 46.04 |
| 5/8-24 | 14.68 | 15.08 | 46.04 |
| 11/16-24 | 16.27 | 16.67 | 46.04 |
| 3/4-10 | 16.67 | 17.46 | 50.80 |
| 3/4-16 | 17.46 | 17.86 | 50.80 |
| 3/4-20 | 17.86 | 18.26 | 50.80 |
| 13/16-20 | 19.45 | 19.84 | 50.80 |
| 7/8-9 | 19.45 | 20.24 | 56.36 |
| 7/8-14 | 20.64 | 21.03 | 56.36 |
| 7/8-20 | 21.03 | 21.43 | 56.36 |
| 15/16-20 | 22.62 | 23.02 | 56.36 |
| 1“8 | 22.23 | 23.42 | 63.50 |
| 1“-12 | 23.41 | 24.21 | 63.50 |
| 1“-20 | 24.21 | 24.61 | 63.50 |
**硬质金属包括钢1018和所有不锈钢
标准螺纹尺寸（NPT）
| 线程尺寸 | 点按钻孔尺寸 （毫米） |
最大抽头深度(mm) |
| 1/16“不扩散核武器条约》 | 6.15 | 17.46 |
| 1/8“不扩散核武器条约》 | 8.43 | 19.05 |
| 1/4“不扩散核武器条约》 | 11．11 | 26.99. |
| 3/8“NPT. | 14.29 | 26.99. |
| 1/2“不扩散核武器条约》 | 17.86 | 34.93 |
| 3/4“NPT. | 23.02 | 34.93 |
| 1“不扩散核武器条约》 | 28.97 | 44.45 |
标准螺纹尺寸(nps)
| 线程尺寸 | 点按钻孔尺寸 （毫米） |
最大抽头深度(mm) |
| 1/8 " NPS | 9.09 | 19.05 |
| 1/4 " NPS | 11.91 | 26.99. |
| 3/8“NPS. | 15.08 | 26.99. |
| 1/2 " NPS | 19.00 | 34.93 |
| 3/4“NPS. | 24.21 | 34.93 |
| 1 " NPS | 30.56 | 44.45 |
| 1/8 " NPS | 9.09 | 19.05 |
螺纹孔
螺纹孔应在1-1.5D线程接合之间。例如，1/4-20机螺钉应在.25“和.375”之间的螺纹接合。根据您的产品的应用，您可能需要更多的线程参与，但1.5D是舒适的。
Fictiv平台使用我们的自动螺纹检测功能，可以方便地指定CNC加工设计中的螺纹孔。
定制孔
对于自定义尺寸的螺纹孔，您可以轻松地将2D图纸上传到平台，而不用使用自动螺纹检测功能。
只要可能，螺纹孔的设计应符合标准螺纹尺寸。使用非标准螺纹的孔将增加成本和交货时间，因为制造商将不得不寻找不同的螺纹成形器或切削工具。此外，他们可能没有办法检查非标准的线程，增加了您的部分的风险。
避免深水龙头
应该避免深的丝锥，因为长工具容易振动和漂移，导致丝锥有缺陷。水龙头越长，越有可能会断裂或产生不完美或不理想的螺纹。深度水龙头的直径应该超过水龙头直径的3倍。即使是这样深的丝锥也不一定总是必要的，因为1.5倍直径的螺纹就足够了。
CNC铣削
CNC铣削是指从原料中快速减去材料直到实现所需形状的加工过程。铣削由圆形刀具（最常见的铣刀）进行，该碎片横向切割材料横向切割的切割深度。来自3轴的CNC磨机的不同配置一直到12轴。在3轴CNC铣床中，原料固定到位，而刀具旋转并上下移动以去除材料。然后机器的床在侧面移动，然后返回前部。有关CNC机器可以超出3轴的更多信息，请查看本文。
常用切削工具
在设计你的部分时，请记住类型的工具通常用于数控铣削。如果你能够用标准工具实现你需要的功能和几何形状，你可以减少成本和交货时间。否则，制造商将不得不花费时间和金钱寻找或制造专业工具。下面是一些在机加工车间常见的工具。
这些标准工具也有标准尺寸。就像上面提到的钻头和丝锥一样，你要尽可能按照这些标准尺寸来设计。例如，内部圆角，你不希望他们有一个半径略小于标准切削工具。这将需要将工具更改为更小的工具，以实现一个可能不重要的功能。
避免尖锐的内角
由于铣削用圆形工具完成，因此无法实现尖锐的内角。需要辐射角，并且必须大于要使用的切割器。角落的半径将是切削工具直径的一半。例如，1/4“切割器可用于大于1/8的圆角”。
如果具有锋利角的另一个部分需要安装在腔内，则通过钻孔可以“破碎”。这会打开它们，允许尖角适合内部。
当起草或倾斜的表面遇到垂直墙壁或尖锐边缘时，圆角也是必要的。方形或球形铣刀将始终留在墙壁和下表面之间的材料，除非该表面完全平坦并且垂直于工具。
避免深狭窄的插槽
端部的最终切割深度应不超过塑料直径的15倍，直径10倍铝，直径的5倍钢．
这是因为长时间的工具倾向于偏转和振动，导致表面稀有良好。例如，用于加工钢部件的槽，即.55“宽（将使用.5”端盖将切割）应不比2.75更深。内部圆角半径，上述点也取决于该刀具直径，这意味着该示例的任何内部半径应大于.25“。具有高长度为直径比的端铣刀也更难以实现。
如果可以，减小槽或特征的深度，或增加刀具的直径(这可能需要增加特征的宽度。如果有可能从两个方向到达特征，减少必要的工具长度，这是可行的。然而，这将需要一个额外的加工设置，并将增加加工的成本和时间。
设计具有最大的内部半径
刀具越大，一次可以移除的材料越多，意味着更少的加工时间和成本。在设计时，始终采用最大允许内半径。尽可能避免半径小于0.8mm。小贴士:让你的鱼片例如，略大于端盖的半径，例如，半径为.130“（3.3mm）代替.125”（3.175mm）。这将产生用于磨机的更平滑的路径，导致更好的完成。
其他几何
零件上的薄壁难以机器 - 它们产生刚度和宽容的问题。壁的厚度应保持在0.25mm以上，金属和0.50mm用于塑料，以保持制造过程。
与此相关的是，从一个零件上移除太多的材料会给材料带来很大的压力。这可能会导致材料扭曲或变形，改变预期的尺寸。
一般来说，您需要确保工具能够达到您的部分的功能。检查是否有其他的特点，你不需要一个特别长的工具，以进入一个深洞。
数控车削
CNC车削指在车床上制造的零件，通常具有圆柱形几何和轴向对称。料被夹在一个旋转的卡盘中，而刀具则上下左右移动以去除料。车削的好处是保持紧公差，可以提供良好的表面光洁度。
避免尖锐的内部角
避免内部和外部的尖角。内角应该是有弧度的，这样工具就不会跑到一个大的表面。另一个避免尖锐内角的方法是减轻一个陡峭的侧壁给它一个轻微的角度(如下所示)。这使得用单一工具加工轮廓更容易，减少了必要的操作次数。
避免长而薄的零件
避免长，薄的零件，因为有更多的机会，他们旋转不稳定，导致他们的振动工具。如果必须制造较长的零件，试着在自由端安置一个中心钻，并使用一个中心来保持零件旋转直。一个好的经验法则是保持长度与直径的比例为8:1或更少。
避免薄墙
与铣削一样，加工过多的材料会导致零件过度的压力。太薄的墙壁也会降低刚度。这将使难以保持紧张的公差。转动件上的壁厚应保持在0.02英寸上方。
对称特性
一般来说，任何添加到转弯部分的特征都应该围绕转弯轴对称。添加任何非轴对称的几何或特征将需要更复杂的加工和设置。非常适合转弯的特征包括台阶、锥度、倒角和轮廓。
有时，您可能需要将功能添加到不轴对称的转向部分，并且可能需要另一个操作。当这是必要的时候，您仍然可以保持对称性的元素。例如，如果要添加插槽或键槽，则应将其居中在轴上，如下图所示。
先进的技巧
一旦你对我们目前所介绍的设计实践有了很好的理解，你就可以开始应用下面的高级技巧来真正巩固你的精益设计过程。前几个技巧是关于提高加工速度和减少从开始到结束的制造时间，从而降低成本。
创建简单的设置
为你的机加工车间创建简单的设置。想想你的零件在机加工过程中会被如何控制。最简单的设置是一个虎钳，这意味着你的部分将有直的，平行的外缘。弯曲的边缘(除了完美的圆柱形轮廓)需要定制的夹具，花费额外的时间和金钱。薄的零件很难握住，容易翘曲。如果工具能在一个方向上实现所有功能，部件也更容易安装和加工。否则，零件将需要在操作过程中旋转。
更硬的材料=增加机器时间
钢铁、不锈钢而且其他硬质材料也很慢。这样的材料是指数级增强机器所需的时间，因为每次操作都慢。替代强大的柔软材料，如6061铝合金可以在长远来看，可以节省大量的时间和金钱。
非标准材料也可能更难以采购，并可能增加交货时间和成本。确保你想要使用的材料有适合你的零件的库存尺寸也是很好的。如果你的零件比材料的原尺寸大，要么就无法进行加工，要么就需要投入大量的精力来获取或创造足够大的材料。
同样，如果您对机器有一小部分，但最小的库存材料比您的一部分大得多，您将浪费时间加工远离不必要的材料和金钱支付该浪费的材料。
非平面和牵伸角表面增加成本
非平面和拉伸角度表面对机器速度慢，导致数控机床上的更多时间，更成本。如果您认为削减工具具有拆除材料的方向，则机器最有效的方式与这些向量一致。轮廓或浮面，这不需要工具到您的部件或许多倍数的奇怪角度，以创建光滑的表面，将增加到您的举报时间和成本。
最大限度地减少操作
工具更改
换刀是CNC机器递送切割工具以进行新操作。如果您可以最大限度地减少这些工具更改，则会降低生产时间。无论您如何使用相同的孔尺寸或内角半径，这是一个示例。
工作设置
同样的，每次你需要改变一个零件的方向或它固定在机器上的方式，你就增加了制造过程的时间和成本。阅读更多关于不同的工件夹紧方案这可以减少您的制造工作。
内部圆角vs chamfers
内倒角是费时和困难的创建。内圆角更容易制作，因为可以使用圆头立铣刀。
Pro提示：在您的绘图上放置一个注释，说“打破所有边缘”，而不是在建模部分上建立大量的微小倒角。除非客户另有指示，否则虚构将破坏锋利的边缘。
公差和GD&T
仔细注意您的公差和GD&T当您设计时，您的部件对于CNC加工很重要。不必要的紧张公差可以大大增加加工过程的时间和成本。例如，您的制造商可能会松紧于0.05mm（0.002“）更紧密的公差。
某些材料特别难以保持紧张的公差。例如，当加工塑料时，温度可以变化并且对材料具有不利影响。这些效果可以包括翘曲，涂抹工具的芯片，表面光洁度差。因此，难以保持低于0.1mm（0.004“）的公差，并且应该松开。如果需要这种紧张的公差，窥视是一种耐高温的塑料。
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