1972年，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统开始出现。CAD软件允许工程师创建详细的三维模型设计，而CAM软件则将这些设计转换为CNC机器可读的指令。1976年，计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助制造（CAM）系统被纳入CNC加工。1989年，CAD和CAM软件控制的机床成为CNC机床的工业标准。
CNC加工的工作流程
CNC加工通过计算机程序驱动机床完成从设计到成品的自动化过程。其工作流程可分为4个关键步骤：
步骤1：创建CAD模型
加工的第一步是使用计算机辅助设计（CAD）软件创建零件的2D或3D模型。常见软件包括SolidWorks、AutoCAD和开源的FreeCAD。复杂零件可能需要将设计分解为多个子部件，每个子部件对应一个CAD模型。初学者可通过在线教程快速掌握CAD基础，而复杂设计通常需要专业设计师的参与。
步骤2：数控编程
CNC机床无法直接读取CAD文件，需将其转换为G代码（几何代码），G代码定义了机床的运动轨迹和操作参数。例如，G01 X10 Y20表示工具沿直线移动到坐标(X=10, Y=20)。部分CAD软件（如Fusion 360）支持直接生成G代码，复杂项目通常使用计算机辅助制造（CAM）软件（如Mastercam）优化加工路径，减少切削时间和工具磨损。CAM软件还能模拟加工过程，提前发现潜在错误。
步骤3：执行CNC加工
通过机床的控制面板加载并运行G代码程序。机床将自动按照指令完成切削、钻孔或磨削等操作。例如，加工一个手机外壳可能涉及铣削平面、钻孔螺丝孔和雕刻品牌标志。加工过程通常无需人工干预，除非操作员手动暂停或发生故障（如刀具断裂或电源中断）。现代CNC机床配备传感器，可实时监测加工状态，自动报警异常情况。
CNC加工的类型
CNC加工涵盖多种工艺，每种工艺针对特定材料和零件需求。主要类型包括：CNC铣削，CNC车削，CNC钻孔，CNC磨削，CNC
CNC铣削
CNC铣削使用铣刀去除工件上的材料，并按照要求的规格对其进行精确加工。 工件通常固定在某一位置，而高速移动的切削工具则从工件上去除材料。数控铣床可以使用多种切削工具，每种工具都有不同的用途。 一些典型的切削工具包括立铣刀、铰刀、端面铣刀、丝锥等。 CNC铣削适合加工平面、槽口、孔洞和复杂曲面。例如，加工一个模具可能需要5轴铣床以实现多角度切削。
CNC车削
CNC车削（车床加工）通过将金属或塑胶等材料固定在旋转卡盘上，切削刀具将旋转的工件材料均匀去除，直至形成所需的形状。CNC车削适用于生产圆柱形或对称零件。
CNC钻孔
CNC钻孔使用旋转钻头在工件上创建孔洞，工艺简单，效率高。例如，电路板上的安装孔通常通过CNC钻孔完成。
CNC磨削
CNC磨削使用高速砂轮精加工工件表面，获得高光洁度，常用于轴承和齿轮等精密零件。砂轮类型（如金刚石或氧化铝）根据材料选择。
其他CNC加工工艺
激光切割：使用激光束切割金属、塑料或木材，精度可达0.1mm。
等离子切割：通过高温等离子弧切割导电材料，适合厚钢板。
水刀切割：利用高压水流切割多种材料，无热影响区，适合石材和玻璃。
电火花加工（EDM）：通过电火花熔化材料，适合加工复杂模具。
CNC加工材料
CNC加工支持多种材料，满足不同行业需求：
铝合金
铝合金是一种应用广泛的金属材料，具有重量轻、强度高、易于加工、耐腐蚀性能好的特点。铝的密度约为2.7g/cm³，只有铜和钢的三分之一。
常用的铝合金牌号包括：1060，2A12，2024，5052，6061，6063，7075等
不锈钢
不锈钢是由数种金属，以不同的比例，组合而成的合金钢。主要包含碳、铁、铬、镍、钼等金属，其中铬的比例必大于10.5%，才能称为不锈钢。不锈钢具高强度、高延展性、耐磨耗、耐蚀，且易焊接、易加工、易抛光。不同比例的不锈钢，具有不同的特性与用途。
常用的不锈钢牌号包括：301，303，304，304L，316，316L，420，430,440C,17-4PH等
黄铜
黄铜是由铜、锌所组成的铜合金，具延展性、耐磨性、耐腐蚀，且易加工、易导电的特点。
常用的黄铜牌号包括：H59，H62等
钛合金
钛合金是数控机床的良好材料，因为它强度高且重量轻。不容易生锈，可以安全地在人体内使用（生物相容）。
常用的钛合金牌号包括：TA1,TA2, TA5, TC4等
ABS-工程塑料
ABS为丙烯腈（Acrylonitrile）、丁二烯（Butadiene）、苯乙烯（Styrene）三种化合物结合而成的材料，取其英文字首合称为ABS，中文全名为「丙烯腈－丁二烯－苯乙烯」。
ABS结合了三种化合物的材料特性，具有耐油、稳定性高、强韧、耐冲击、透明无色、流动性佳、低密度等特性。在CNC加工上，常用于电子电器外壳、汽车零件、机械工具、乐高、衣物扣子、橱柜、文具、安全帽、电池盒等。
PC-聚碳酸酯
聚碳酸酯（Polycarbonate），是一种具高韧性、耐冲击强度高（较ABS高）、透明无色、耐热，且容易加工、容易上色的塑胶材料。
POM-赛钢
聚甲醛树脂(Polyformaldehyde)，也被称为赛钢。拉抗强度高、耐冲击，对于汽油、溶剂与其他化学物质耐腐蚀性强，具备与金属类似的物理性质，是所有塑胶材料中最容易加工的。赛钢经常用于汽车、家电、建筑、电子、卫生用品等领域。
PTFE-特氟龙
PTEE（Polytetrafluoroethene）俗称特氟龙，具极佳的耐候性、绝缘性、耐磨、不沾黏、抗酸硷，因而有塑胶之王的美誉。也是塑胶中少数能忍受200℃高温的塑胶材料。
HDPE-高密度聚乙烯
HDPE（High Density Polyethylene）高密度聚乙烯，化学性物质的耐受度良好、韧性强、弹力强、耐候性佳等特性，且容易加工、成本低、可与食物接触。
PEEK-聚醚醚酮
PEEK（Polyetheretherketone）聚醚醚酮，具极高的耐热性、耐化学性，可耐超过260℃的高温，可以在恶劣的环境中长时间使用。PEEK相较于其他塑胶材料，价格较高。
CNC加工的优点
CNC 加工的一些优点包括：
高精度：CNC加工的零件具有精确的规格，无需专家和操作员的持续关注。由于是通过计算机控制，人为错误的可能性几乎可以忽略不计。CNC加工公差最高可达±0.005mm，可满足航空和医疗等高要求行业。
高效率：自动化数控加工方法最大限度地减少了人工干预的需要，从而在整个制造周期中实现更快、更一致的生产。通过预编程指令，数控机床可以重复复制相同的零件。例如，传统手工加工一个零件可能需数小时，而CNC加工仅需几分钟。
复杂几何形状加工：CNC 机床提供多达 6 个加工轴，提供制造复杂零件的能力。通常，使用机器制造零件需要多次设置才能制造所有特征。更高的轴能力减少了所需的设置数量，从而增强了制造高度复杂的数控加工零件的潜力。例如，5轴加工可以切割超出 3 轴机器能力的角度。
CNC加工应用场景
CNC加工在多个行业中不可或缺，以下是主要应用场景：
航空航天：生产高精度零件，如涡轮叶片和起落架，确保轻量化和安全性。汽车制造：制造引擎缸体、传动轴和内饰零件，提高性能和燃油效率。医疗设备：生产骨科植入物和手术器械，满足生物兼容性要求。电子行业：加工电路板支架、散热器和设备外壳，满足小型化和高散热需求。建筑与艺术：雕刻复杂石材图案，如大理石台面，提升装饰效果。机器人与自动化：快速原型制作，支持机器人关节和外壳的开发。
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