CNC铣削珠宝加工指南：工艺流程、机器设备及CNC珠宝加工技巧

CNC铣削珠宝工具

CNC铣削珠宝是一种减材制造技术，它利用计算机控制的刀具按照精确的设计对工件材料进行加工。该技术首先在CAD软件中创建数字模型，几何形状的精度可达0.01毫米。 

然后，CAM软件将该模型转换为刀具路径，并以此引导多轴铣床进行加工。粗加工以高速（通常在10,000到20,000转/分左右）去除大量材料，之后使用精加工刀具进行精加工，以获得光滑的表面。 

普罗利安科技 我们提供高质量的机械加工服务，并使用数控磨床进行后处理，以获得抛光和反光表面。此外，我们还提供珠宝首饰的固定和组装服务，并拥有丰富的有色金属焊接经验。 

后加工工序包括检验、抛光或使用珠宝模具进行铸造。可重复生产、最大限度减少浪费以及黄金加工或钛加工是该生产工艺的关键亮点。

 

珠宝制作中常用的数控加工类型

数控加工有多种类型。

CNC铣削珠宝

CNC铣削 珠宝，特别是 微铣削是珠宝制作的主要工艺，它利用固定在三轴或五轴机床上的旋转刀具，从蜡、树脂或金属上雕刻出复杂的三维形状。不过，轮廓加工的基本原理仍然适用。 采用五轴机床可以生产出带有倒角和镂空设计的零件，公差约为±0.005毫米。

数控车削

黄金加工工艺

这是一种理想的基于车床的加工技术，适用于加工对称的圆柱形工件，例如圆环和表圈。工件旋转的同时，刀具以高达 3000 转/分钟的转速进行端面加工和开槽，在可控的力作用下，此类工件的薄壁不会发生变形。

数控雕刻

配备金刚石刀具的高速机器在成品表面进行雕刻，可雕刻出深度为 0.05 至 0.2 毫米的图案或铭文，从而确保细节无变形。

数控激光和等离子切割

这些热处理方法可以切割或着色有色金属。通过聚焦光束，可以实现氧化梯度形成，并可处理皮革等柔性材料以及坚韧合金。

电火花加工 (EDM)

线切割或沉头电火花加工利用介电液中的电火花来侵蚀铂金等硬质材料。这些工艺能够高效地加工尺寸小于 0.1 毫米的微结构，而机械工具可能无法胜任。

铣车混合加工

CNC珠宝雕刻

这些机器本质上将铣削和车削合二为一，一次装夹即可完成，从而使加工周期缩短了40%。吊坠等复杂部件的加工就是一个很好的例子，体现了这种组合加工的优势。

 

珠宝轧机工艺

纹理珠宝加工

这包括通过系统的轧制工艺对工件进行变形。

• 为了通过退火软化和重结晶晶粒，降低硬度以便在操作过程中易于变形，将金属加热至 600-800 °C 的温度以降低硬度和延展性。
• 首先，将金属带的边缘清理干净、修整平整，使其在轧制过程中没有缺陷。
• 在使用千分尺测量之前，将滚轮间隙调整至厚度 -10% 至 -20%。
• 完成一次不拧紧的死行程以确定沟槽，之后，每次行程减少约 0.1-0.2 毫米。
• 单向滚动并保持相同的速度（手动 20-30 转/分钟；电动 100 毫米/分钟），以使谷物流动方向一致。
• 每3-5道次退火一次，以恢复延展性并避免因加工硬化而开裂。
• 对于纹理处理，插入图案板，同时以一半的速度施加压力，以压印 0.05-0.3 毫米的浮雕。
• 用千分尺测量最终厚度至±0.01毫米，然后在张力下卷绕，以最大限度地减少回弹和氧化。

按照这些步骤，你就可以制作出精美漂亮的珠宝首饰。 

 

制作用于数控加工的珠宝设计图的技巧

以下是珠宝设计进行数控加工的一些附加步骤。 

优先考虑CAD软件熟练程度

利用 Rhino 或 Matrix 等工具创建详细的数字模型，确保几何形状考虑刀具半径，并避免无法制造的特征，例如零厚度壁。

纳入最小公差

设计时壁厚大于 0.5 毫米，拔模角度为 2-5°，以便于刀具进给，并减少加工过程中的振动。

优化材料性能

选择可加工的材料，例如用于原型制作的蜡或用于最终成品的金合金，并根据硬度调整后浮雕深度（例如，屈服强度>800 MPa的钛的后浮雕深度较浅）。

尽早模拟刀具路径

使用CAM软件预览路径，将步距设置为刀具直径的40-60%以平衡刀具。 表面光洁度 并缩短加工时间，从而防止出现划痕。

制定库存固定方案

设计中应包含卡扣或预留空间，以确保牢固夹紧，避免露出表面，以便在拆卸后保持美观。

通过截面分析进行验证

采用横截面来确认对齐情况，例如爪座精度达到 0.02 毫米，以确保宝石的稳定性和装配的贴合性。

充分利用废料回收

对于贵金属，设计时应考虑碎屑收集，以最大限度地减少浪费并经济地回收材料。 按照这些步骤，你就可以制作出自己喜欢的珠宝。

 

CNC在珠宝制作中的优势

滚动金片

卓越的精度和准确度

CNC精密加工件 可实现±0.005毫米的公差，从而能够实现精细的细节，例如玑镂图案，这是手工或铸造方法所无法实现的。

增强的设计多功能性

它能够实现复杂的几何形状和定制化效果，从底切到镂空花纹，无需重新加工或重新处理。这些 定制数控加工的应用 与其他工艺（如压铸）相比，具有更大的灵活性。 

材质多样性

能够加工各种材料，包括贵金属、树脂和复合材料，同时调整参数以优化芯片负载。

减少生产时间和成本

实现流程自动化，减少 70% 的劳动力，减少 5-10% 的浪费，同时允许在几个小时内完成快速原型制作。

提高效率和可扩展性

重复性超过 99%，最大限度地减少缺陷，从而可以进行从简单原型到数千件的批量工业化生产。

绕过传统限制

无需考虑通常的收缩问题，可以直接对最终零件进行加工，甚至可以提高机器加工后的表面光洁度。

 

数控珠宝加工面临的挑战

• 微尺度精度： 在公差要求严格的复杂设计中实现高精度是一项重大挑战。
• 刀具磨损和破损： 用于珠宝细节加工的小型切割工具容易出现快速的工具磨损和失效。 
• 材料： 由于贵金属和宝石的硬度各不相同，加工过程面临诸多困难。
• 表面光洁度质量： 通过切割实现镜面般光洁度的过程需要特定的切割参数设置，以防止过度抛光。
• 复杂编程： 由于编程方面的要求，为艺术和有机形状创建刀具路径的过程需要花费大量时间。
• 振动控制： 加工过程中的微小振动会导致特征变形，从而降低细节精度。

 

最好的珠宝加工数控机床有哪些？

这些是最好的 数控机床 您可以使用：

Carbide 3D Nomad 3

Carbide 3D Nomad 3 是一款外形紧凑的桌面珠宝数控机床，专为珠宝原型制作和小批量零件生产等精密操作而优化。 

其工作区域尺寸为 215 x 215 x 70 毫米，配备自动刀具探测功能，转速可达 10,000 RPM，可对蜡或软金属进行精细的雕刻和铣削，公差小于 0.01 毫米。  所有这些加起来不到 2,800 美元，对于业余爱好者或小型工作室来说，这是一款很棒的设备，而且可以轻松集成到封闭式设计中。

SYIL X5

SYIL X5 机床在尺寸和重量方面达到了工业级水平，满足珠宝商的需求，其加工尺寸范围从高到大约 250 x 300 x 250 毫米。它配备了转速高达 24,000 转/分的强大主轴和多个线性导轨，使得生产过程几乎没有反向间隙。 

表面处理 通常情况下，在加工黄金或白银时，表面粗糙度平均值 (Ra) 可低于 0.8。该设备售价约为 10,000 美元，其功能、性能和冷却液编程选项可轻松应对各种复杂切削作业，从而满足专业珠宝商的需求。

STYLECNC ST-FC3030

STYLECNC ST-FC3030 是一款用于金属首饰切割的珠宝数控精密光纤激光器。它可对金、银和铜进行雕刻和轮廓加工。 其特点包括 300 x 300 毫米的加工面积、1500 至 2000 瓦的功率、微米级的精度，以及高达 600 毫米/秒的高速切割，切割边缘干净利落，无毛刺。 它的价格约为 8,000 美元，但其易于使用的软件和紧凑的设计有助于初学者或小型企业创建复杂的设计。

使用数控机床制作珠宝的设计技巧

• 优化加工性能： 设计应包含与刀具尺寸和机器操作限制相符的功能，以最大限度地减少过度复杂化。
• 使用适当的公差： 设置与您的数控设备精度水平和材料性能特性相匹配的公差。
• 简化复杂细节： 设计应限制装饰元素的尺寸，使其与刀具直径和切割精度能力相匹配。
• 收费通道设计： 该设计应使工具能够接触到所有表面和特征，而不会发生工具碰撞的风险。
• 适用材料： 材料的选择应侧重于易于加工且能产生优异表面光洁度的金属和合金。
• 后期处理： 设计中应包含抛光、电镀和宝石镶嵌等后处理工序所需的空间。
• 使用原型进行测试： 设计过程应从原型测试开始，以确认设计的可行性，然后再进行大规模生产。

 

珠宝制作用轧机

轧机是珠宝作坊中制造均匀金属坯料的必备设备。 手动型号，例如 Pepetools 的 90 毫米扁钢和钢丝钳，采用铸铁框架，齿轮比为 1.2:1，可放大扭矩，从而减少操作员在 20-50 次操作过程中的疲劳。 

滚轮，镀铬至 0.2 μm 表面光洁度，间隙可通过微米级调节，以 0.01 mm 为增量。 轧机是珠宝店加工均质坯料的必备设备。例如，Pepetools 90mm扁钢+线材轧机等手动型号，采用1.2:1的齿轮比来放大扭矩。 

齿轮比将生产工作分配到整台机器上，从而大大减少了因20至50道次加工而产生的疲劳。镀铬辊经过精细加工，精度可达0.2微米，微调增量为0.01毫米。

像 Durston C130 所选用的电动型号，可提供约 1.5 kW 的功率，同时 100 毫米/分钟的速度变得均匀，这要归功于安全联锁和反转系统，这些系统有助于快速纠正不正确的进给，而无需拆卸机器。 沉头延伸芯轴等配件有助于将线槽延伸至 D 形截面轮廓配置。 

维护包括每周用 ISO VG 68 粘度油润滑内部零件，以及每季度对滚子进行校正，以确保跳动小于 0.05 毫米。 板材宽度（80-130毫米）和线材容量（8-18 SWG）是选择标准之一，组合式设备可根据可用空间进行优化。99%无缺陷的板材床架确保了下游加工（例如冲孔）的卓越性能。

手工珠宝与批量生产的机器制造珠宝

手工镶嵌宝石

手工珠宝依靠工匠的精湛技艺，运用锤子、锉刀和焊枪等工具打造独一无二的造型，呈现出自然的不对称之美，这种美在定制市场备受推崇。然而，由于疲劳和个体差异（公差±0.5毫米），每位工匠每天的产量仅限于5-10件。这种工艺保留了珠宝的触感真实性，木纹走向与手工变形的痕迹相呼应。

利用数控机床加工珠宝 研磨工艺 冲压工艺尤其擅长大规模生产，能够以每小时 100 件以上的速度复制设计，精度可达 ±0.01 毫米，对于简单的设计，材料差异可降低至 1% 以下。自动化最大限度地减少了人为错误造成的缺陷，但也使外观趋于同质化，失去了那些能够体现产品来源的细微瑕疵。

为了提高生产规模，机械加工在生产超过1,000件后，由于模具摊销，可将单位成本降低60-80%；而手工制作的西装则占据小批量市场，但人工成本是机械加工的2-3倍（每件20-40小时）。从可持续性角度来看，机械加工的废料比手工制作低10-15%，而手工制作则更注重符合道德规范的原材料采购。 

精密珠宝的制作工艺包括锤击、金银丝细工和手工焊接等技术。 这使得生产规模较小，每天大约生产 5-10 种，单人产量为吨，因为真正从事此类手工工作的工人不可避免地会受到疲劳和差异（公差 ±0.5 毫米）的阻碍。 

这种方法提供了一种工具，可以保持宝石的触感真实性，通过物理方式更新其变形路径。 无论是数控机床加工还是冲压成型，机械控制的珠宝最适合批量生产，批量生产速度可达每小时 100 至 500 件，精度保持在 0.01 毫米以内，材料公差小于 1%。 

自动化有效地控制了人为缺陷的可能性，但代价是会留下一些瑕疵，而这些瑕疵本可以告诉你很多关于缺陷起源的信息。 从规模上看，机械加工可以将单位成本降低 60-80%（1000 个零件后），这可以作为一项投资分摊到各个环节；而手工制作仍然主要局限于小批量市场，由于人工时间的原因，成本会增加 2-3 倍。 

从环保角度来看，机械加工往往会产生大约 10-15% 的过剩材料，之后才会比手工制作更经济。  将机械加工的底座与最终的手工润饰相结合，可以在效率低下和外观美观之间取得平衡，从而在中期生产中占据 70% 的市场份额。

定制铣削服务 用于珠宝制作

在Proleantech，我们优先使用车铣复合加工和瑞士铣床加工服务，为零件和CNC珠宝加工提供精细的设计和微型特征。CNC铣削可以制作图案、设计、雕刻、外壳以及您所需的任何类型的微型特征，适用于小批量和大批量珠宝生产。 我们还提供DFM支持以及用于美观饰面和颜色选择的材料方案。立即联系我们了解更多信息。 免费报价 几个小时之内！

 

结语

铣削刀具 轧机将珠宝的生产从手工艺转变为精密工程，从而实现大规模生产，并将缺陷降至最低。 如果生产商尊重设计原则和机器选择，他们就可以在不牺牲复杂性的前提下降低生产成本。 

随着人工智能刀具路径的未来发展，周期时间有望进一步缩短，这将极大地促进这些技术成为行业的支柱。

 

常见问题

如何使用轧机加工珠宝？ 

退火金属，清理边缘，将间隙设置为减少 10-15%，润滑辊子，以稳定的速度逐步轧制（每次轧制 0.1-0.2 毫米），每轧制 3-5 次退火，测量厚度，然后卷成卷。