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CAD/CAM 和 CNC 加工彻底改变产品开发的 5 种方式

12 月 17, 2024

CAD/CAM 编程和数控加工处于现代产品开发的最前沿，改变着产品的设计和制造方式。通过基于模型的定义、按需生产和大规模定制，这些技术简化了工作流程，提供了无与伦比的精度和效率。本文将探讨 CAD/CAM 和数控加工如何彻底改变从原型设计到精密制造的产品开发方式。

从比特到原子：数字时代的数控加工

本文首先介绍了先进创新如何改变产品开发。然后深入探讨 CAD/CAM 编程，包括基于模型的定义和数控编程。接着，文章探讨了多轴加工，强调了更高的自由度和复杂原型的能力。接着讨论先进制造，重点是按需生产和大规模定制。随后，关于原型开发的部分探讨了数控加工在实现快速原型开发中的作用。文章还讨论了精密公差问题，详细介绍了数控加工精度的进步。最后，文章对数字制造时代产品开发的未来进行了展望，并在 "常见问题 "部分回答了有关 CAD/CAM 和数控加工的关键问题。

先进的创新技术改变了产品的规划和制造方式。计算机辅助设计/CAM 编程和 CNC（计算机数控）加工技术的进步赋予了原创者和专家以惊人的方式想象和制作产品原型的能力。本文探讨了计算机化装配的关键模式，例如多轴加工和基于模型的定义，如何使物品开发过程更加顺畅。

CAD/CAM 软件：数字化制造的支柱

基于模型的定义

计算机辅助设计程序允许时装设计师在虚拟环境中制作零件和部件的三维模型。通过基于模型的定义，所有适用的零件和集合数据，包括数学、公差、材料和完整性，都可以植入三维模型中。这就避免了过渡性的纸质图纸，使生产商能够直接导入计算机辅助设计信息，进行数控编程和评估。

数控编程

计算机辅助设计模型可以转移到 CAM（PC 支持的装配）编程中，以适应加工方式和 G 代码程序的时代。与机器的物理编程相比，CAM 编程将这种交互机械化，减少了错误。它允许利用多轴数控机床有效加工复杂的计算。基于包含的编程将计算机辅助设计模型的重点映射到装配活动中。

多轴加工

增加自由度

传统的三轴数控机床沿 X、Y 和 Z 战斧移动刀头。额外的旋转战斧使非线性轮廓的加工只需一次装夹即可完成。四轴和五轴加工为复杂表面的加工提供了更多机会。它免除了在两次加工之间重新夹紧零件的要求，缩短了排列时间并进一步提高了精度。

复杂原型

利用多轴加工能力，可以直接从 PC 模型加工出极为复杂的模具、传动机和原型零件，而无需进行大量的手工包装。与包括多重排列在内的传统减法策略相比，这缩短了交货时间。以前需要大量手工创建或投影的复杂计算，现在只需一个程序即可完成。

数字化制造

按要求创建

推进三维打印和数控加工创新赋予了传送、按需制造的能力。在线平台将创建者与制造商连接起来，这样计算机化的计划就可以在需要的时间和地点转化为本地的实际产品。与传统的批量生产技术相比，这减少了仓储费用和交货时间。

大规模定制

计算机化生产允许在很大范围内定制物品，从而实现了大规模定制。色调、材料和数学元素等界限都可以根据要求进行更改。与机械化相结合，按要求制造对于大批量生产和小批量生产特别定制的产品都是合理的。

原型开发

数控加工可快速强调原型，从而加快原型开发过程。在使用昂贵的设备和进行制造之前，可以通过完全实用的原型快速展示计划。严格的制造公差可确保原型完全符合计划目的。快速 CNC 加工缩短了产品开发周期，通过高效的批准学习输入循环，新产品可以更快地进入市场。

精密公差

CAM 编程、数控控制和加工重点的发展从根本上进一步提高了数控加工所能达到的精密公差。更严格的公差要求与灌注成型的公差要求相近，这使得复杂的金属零件可以通过数控机床进行原型设计甚至高效制造，同时减少了对后处理的需求。

结论

计算机辅助设计/CAM 编程等先进创新技术相互融合、数控加工和附加物质制造正在颠覆物品的计划和生产方式。它推动了向传播型、按需创建模型的转变，使从计划到制造的流程更加顺畅。多轴数控系统特别扩大了可精确加工的计算范围，并将非常复杂的零件和工具考虑在内。当与机器人技术相结合时，就能实现精明的大规模定制。随着加工能力的不断提高，数控技术正逐步成为从原型设计到中批量生产的重要创造策略。这些先进创新技术之间的协同作用将进一步提升项目开发工作流程，通过更高效的审批、学习和持续改进周期，更快地满足机械和市场需求。