Considérations de conception pour les pièces usinées CNC

Les machines-outils à commande numérique (CNC) peuvent être considérées comme la mère de l'industrie. Elles constituent une invention majeure dans l'histoire de l'industrie humaine. Elles permettent de fabriquer des produits en constante évolution et d'améliorer considérablement le niveau de vie matériel. Cependant, en tant que concepteur de pièces usinées CNC , si vous souhaitez obtenir un usinage conforme à vos attentes, il est essentiel, lors de la conception, de vous référer aux normes techniques en vigueur dans l'industrie de l'usinage afin d'éviter des coûts de fabrication élevés ou des échecs de production. Vous trouverez ci-dessous quelques normes et précautions relatives à l'usinage de pièces CNC, à titre indicatif pour les concepteurs.

Règles de base

Lorsque vous travaillez avec un machiniste, il est préférable de fournir un dessin 3D complet et un dessin 2D complet. Cela est très utile pour que le machiniste coopère avec vous pour réaliser des pièces d'usinage CNC qualifiées, afin d'éviter les informations de dessin incomplètes, ce qui fait que la taille ou l'apparence du produit ne correspond pas à la norme.

Bien entendu, ce n'est pas une condition nécessaire. Certains fournisseurs de CNC ont la possibilité de modifier la conception des produits et de convertir les dessins 2D. Il leur suffit de communiquer clairement les informations importantes à leurs ingénieurs, puis de renvoyer les dessins 3D et 2D confirmés au fournisseur. Après avoir confirmé que les informations sont correctes, vous pouvez commencer les étapes de traitement. La société VMT est l'une d'entre elles et nous avons de nombreux cas de réussite en aidant les clients à modifier leurs plans.

Modèle

Les pièces usinées CNC ont des formes et des tailles en constante évolution. Le choix de la machine-outil appropriée peut maximiser la rentabilité. Voici les types de machines-outils les plus courants et leurs avantages.

Le tour CNC est adapté à l'usinage CNC de pièces circulaires complexes. Son principe de fonctionnement est que le matériau est serré par la broche, tourné à 360 degrés et coupé par un outil relativement fixe. L'avantage de l'usinage au tour de pièces circulaires est que la rugosité de surface et l'efficacité sont supérieures à celles des fraiseuses CNC, mais l'inconvénient est qu'il y a moins de types de pièces pouvant être usinées.

La fraiseuse CNC permet d'usiner des pièces complexes de formes variées. Contrairement au tour CNC, c'est l'outil qui se déplace tandis que la pièce reste relativement immobile. La fraiseuse CNC, idéale pour les pièces carrées, rondes et de formes spéciales, est facile à contrôler et offre des fonctionnalités performantes. Cependant, son coût élevé et la nécessité d'un personnel technique hautement qualifié expliquent un prix d'usinage supérieur à celui d'un tour CNC.

L'une des erreurs les plus fréquentes dans la conception des pièces usinées CNC :

Le rapport entre l'angle R au coin et la profondeur de la cavité est inapproprié. Ce rapport est relatif à l'usinage CNC. La profondeur de la cavité ne doit pas dépasser 10 fois l'angle R. Par exemple, si l'angle R est de 2 mm, la profondeur de la cavité est la plus grande et ne doit pas dépasser 20 mm. Les parois latérales des pièces fabriquées avec ce rapport sont très lisses, il n'y aura pas de marches dans les coins, la taille de traitement est élevée et l'efficacité de traitement est élevée.

En revanche, si l'angle R est de 2 mm et la profondeur de la cavité de 60 mm, ce qui dépasse le rapport d'usinage d'or, cette pièce ne convient pas à l'usinage CNC, car l'outil doit être installé très longtemps, la quantité de coupe sera plus petite et l'avance sera plus lente. Le temps de traitement devient plus long, le coût devient plus élevé et la paroi latérale traitée présentera de graves marques de couteau et la précision de traitement sera très faible. Nous pouvons comparer les images suivantes pour avoir une compréhension intuitive.

La deuxième erreur la plus courante dans la conception de pièces d’usinage CNC :

Les coins de la cavité sont réglés à angle droit, ce qui fait que la structure des pièces usinées CNC ne peut pas être fabriquée par CNC. Comme nous le savons, les outils CNC sont tous cylindriques et ne peuvent pas être usinés avec une structure à angle droit. Par conséquent, les coins de la cavité doivent être conçus pour être des angles R appropriés avant que les pièces puissent être traitées par CNC. Nous pouvons faire une compréhension intuitive grâce à la comparaison des images suivantes.

La troisième erreur la plus courante Conception de pièces d'usinage CNC:

Le fond du trou borgne est conçu pour être plat. Si ce n'est pas absolument nécessaire, le trou borgne ne doit pas être conçu comme un trou à fond plat, car il sera plus difficile à traiter, en particulier lorsque le trou est très profond, il est plus difficile à usiner par CNC, ce qui augmentera considérablement les coûts. Par conséquent, la réalisation du fond du trou en une surface conique est la plus pratique pour l'usinage CNC. Nous pouvons comparer les images suivantes pour une compréhension intuitive.