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L’usinage CNC joue un rôle essentiel dans la fabrication moderne, permettant un usinage efficace et précis des pièces grâce àusinage CNC avancéTechnologie. Cependant, pour obtenir des résultats d’usinage idéaux, de nombreux facteurs dans le processus de conception et d’ingénierie doivent être soigneusement pris en compte.
Par conséquent, embarquons dans ce voyage pour explorer les mystères de l’usinage CNC, analyser en profondeur les considérations clés de conception et d’ingénierie cachées derrière chaque cas d’usinage réussi, et assister ensemble aux brillantes réalisations de la fabrication moderne.

Qu’est-ce que l’usinage CNC ?

CNC est l’abréviation de Computer Numerical Control (commande numérique par ordinateur)et fait référence au fonctionnement informatisé des outils d’usinage utilisés dans la fabrication. Les machines CNC fonctionnent à l’aide d’un logiciel et d’un code préprogrammés qui indiquent à chaque machine les mouvements et les tâches exacts à effectuer. Par exemple, une machine CNC peut découper un morceau de matériau (comme du métal ou du plastique) sur la base des instructions d’un ordinateur, en répondant aux spécifications précodées dans le programme, le tout sans avoir besoin d’un opérateur manuel de la machine.

La CNC est utilisée pour faire fonctionner une gamme de machines complexestels que les meuleuses, les tours, les tours, les lasers et les défonceuses, qui sont tous utilisés pour couper, façonner et créer différentes pièces et prototypes.

Quelles sont les principales considérations de conception pour l’usinage CNC ?

Au cours du processus de conception, il est essentiel de garantir les performances, la qualité et la rentabilité du produit final.Considérations de conception clés pour l’usinage CNCinclure:

1. Sélection des matériaux

Facteurs à prendre en compte pour choisir le bon matériau :

• Propriétés mécaniques :tels que la résistance, la dureté, la ténacité, etc. Ces propriétés déterminent la difficulté de traitement du matériau et la durée de vie du produit final.
• Résistance à la corrosion :Pour les produits utilisés dans des environnements corrosifs, il faut sélectionner des matériaux ayant une bonne résistance à la corrosion.
• Poids:Les pièces plus lourdes nécessitent des matériaux plus solides et plus denses, tandis que les pièces plus légères peuvent choisir des matériaux moins denses pour gagner du poids.
• Aptitude au traitement :Les matériaux faciles à traiter peuvent réduire le temps et les coûts de traitement, tandis que les matériaux difficiles à traiter peuvent nécessiter un traitement plus complexe et des coûts plus élevés.
• Coût:Le coût des matériaux est une partie importante du coût total du produit, et le coût doit être réduit autant que possible tout en répondant aux exigences de performance.

L’influence des différents matériaux sur la façon dont ils sont traités

• Matériaux métalliques :tels que l’acier à haute résistance, l’alliage d’aluminium, etc., nécessitent généralement d’utiliser la coupe, le meulage et d’autres méthodes de traitement mécanique. Ces matériaux ont généralement une résistance et une dureté élevées, mais peuvent générer de la chaleur et des forces de coupe élevées pendant l’usinage.
• Matériaux non métalliques :tels que les plastiques, le caoutchouc, etc., ces matériaux sont généralement traités sous forme de moulage par injection, d’extrusion, etc. Ils ont généralement une résistance et une dureté inférieures, mais l’écoulement et la formabilité du matériau peuvent devoir être pris en compte pendant le traitement.
• Matériaux composites :tels que les matériaux composites en fibre de carbone, les matériaux composites en fibre de verre, etc., ces matériaux combinentLes avantages d’une variété de matériaux, mais le traitement est difficile et des équipements et des processus de traitement spéciaux sont généralement nécessaires.

2. Complexité géométrique

• Complexité de la forme :Les géométries complexes peuvent augmenter la difficulté et le coût de l’usinage. Les concepteurs doivent simplifier la forme autant que possible en partant du principe de la satisfaction de la fonction du produit afin de réduire la difficulté et le coût du traitement.
• Besoins d’usinage multi-axes :Pour les produits aux géométries complexes, des techniques d’usinage multi-axes peuvent être nécessaires. Cela oblige les concepteurs à envisager la possibilité d’un traitement au stade de la conception pour s’assurer que la conception peut réaliser un traitement efficace et précis.

3. Tolérances et précision

• Précision dimensionnelle :Il est possible de s’assurer que les dimensions des pièces traitées sont conformes aux exigences de conception.un objectif important de l’usinage CNC. Les concepteurs doivent clarifier les exigences de tolérance dimensionnelle dès la phase de conception et les contrôler strictement pendant le processus d’usinage.
• Précision de la position :Assurez-vous que la relation de position relative entre les pièces de la pièce traitée répond aux exigences de conception. Cela oblige les concepteurs à prendre en compte la relation d’assemblage et le positionnement des pièces pendant la phase de conception.
• Précision de la forme :Assurez-vous que la forme des pièces usinées est conforme aux exigences de conception afin d’éviter des problèmes tels que la déformation et la distorsion.

4. Paramètres de traitement

• Vitesse, avance et profondeur de coupe :Ces paramètres affectent directement l’efficacité et la qualité de l’usinage. Les concepteurs doivent sélectionner raisonnablement les paramètres de traitement en fonction de facteurs tels que les propriétés mécaniques du matériau, les performances de l’équipement de traitement et les exigences de traitement.
• Stabilité et précision :La stabilité et la précision des paramètres d’usinage sont cruciales pour la qualité de l’usinage. Les concepteurs doivent surveiller et ajuster en temps réel pendant le processus de traitement pour garantir la stabilité et la précision des paramètres de traitement.

5. Méthode de serrage

• Choisissez la méthode de serrage appropriée :Une méthode de serrage appropriée peut améliorer la précision et la stabilité du traitement. Les concepteurs doivent déterminer la méthode de serrage en fonction de la taille, du matériau, de la forme et d’autres conditions des pièces traitées.
• Évitez les erreurs de serrage :Un serrage inadéquat est l’une des causes des erreurs de traitement et de la qualité de traitement instable. Les concepteurs doivent évaluer et ajuster soigneusement la méthode de serrage pour garantir la précision et la stabilité du serrage.

6. Trajectoire de l’outil

Optimiser la trajectoire de l’outil :Le choix de la trajectoire de l’outil affecte directement l’efficacité de l’usinage et la qualité de la production. Les concepteurs doivent déterminer la trajectoire de l’outil en fonction de facteurs tels que la forme et la taille des pièces traitées, et essayer d’optimiser la trajectoire pour réduire le temps et les coûts de traitement.
Évitez l’usure de l’outil :L’usure de l’outil entraînera une réduction de la précision d’usinage et une qualité d’usinage instable. Les concepteurs doivent remplacer et entretenir régulièrement les outils pendant le processus d’usinage pour éviter les problèmes causés par l’usure des outils.

7. Traitement de surface

• Choisissez la méthode de traitement de surface appropriée :Le traitement de surface peut améliorer l’apparence, la qualité et les performances fonctionnelles du produit. Les concepteurs doivent choisir des méthodes de traitement de surface appropriées en fonction de facteurs tels que l’environnement d’utilisation du produit, les exigences fonctionnelles et la rentabilité.
• Assurer la qualité du traitement de surface :La qualité du traitement de surface affecte directement la qualité finale du produit. Les concepteurs doivent contrôler strictement le processus de traitement de surface pour s’assurer que la qualité du traitement de surface répond aux exigences de conception.

Quelles sont les considérations d’ingénierie dans l’usinage CNC ?

Sélection de l’outil

1. Type d’outil : Les outils de l’usinage CNCLes centres sont principalement divisés en deux catégories :Outils de fraisageet outils de perçage. Le choix de l’outil de fraisage doit être déterminé en fonction de la forme et de la taille de la surface, comme la fraise à surfacer pour l’usinage de grands plans, les fraises en bout pour l’usinage de rainures ou de petits pas et de profils plans, les fraises à bout sphérique pour l’usinage de surfaces courbes, etc. Les outils de traitement de trous comprennent les outils de forage, les outils d’alésage, les outils d’alésage et les outils d’alésage, etc., qui doivent être sélectionnés en fonction de la précision et de la taille du trou.
2. Qualité de l’outil :Des outils de haute qualité peuvent non seulement améliorer la précision de l’usinage, mais aussi prolonger la durée de vie, réduire le nombre de changements d’outils et donc améliorer l’efficacité de l’usinage.

Vitesse de coupe et avance

1. Vitesse de coupe :La vitesse de coupe est la vitesse à laquelle la partie de l’arête de coupe de la pièce est coupée, généralement exprimée en quantité d’arête de coupe dans la surface de la pièce par minute. Le choix de la vitesse de coupe doit être déterminé en fonction du matériau de l’outil, du matériau de la pièce et des exigences d’usinage. Avec le même nombre de tours de broche, plus le diamètre de l’outil est grand, plus la vitesse de coupe est rapide.
2. Nourrir:L’avance fait référence à la quantité de mouvement de la table de la machine divisée par le nombre de lames lorsque la fraise tourne pendant un temps, c’est-à-dire l’avance par bord. Le choix de l’avance doit être déterminé en fonction du matériau de la pièce, de la rigidité de l’outil et des exigences d’usinage. La réduction de l’avance entraînera une augmentation de la distance de frottement réelle de l’outil, ce qui n’est pas propice à l’évacuation de la chaleur de coupe avec le copeau, raccourcissant ainsi la durée de vie de l’outil ; L’augmentation de l’avance augmentera l’efficacité de l’usinage, mais elle augmentera la charge de coupe de l’outil, augmentera la température de coupe et accélérera l’usure de l’outil.

3. Refroidissement et lubrification

1. Le rôle du liquide de refroidissement : Le liquide de refroidissement joue un rôle essentiel dans l’usinage CNC, ce qui peut réduire efficacement la température de coupe, réduire l’usure de l’outil et améliorer la précision d’usinage et la qualité de surface. Dans le même temps, le liquide de refroidissement emporte les copeaux, réduit la résistance à la coupure et empêche la déformation thermique de la pièce.
2. Choix du lubrifiant :Le choix du lubrifiant doit être déterminé en fonction du matériau de la pièce, du matériau de l’outil et des exigences d’usinage. Le bon lubrifiant peut réduire la friction et l’usure entre l’outil et la pièce, et améliorer l’efficacité et la précision de l’usinage. Dans le même temps, les lubrifiants protègent contre la rouille et la corrosion, ainsi que pour la protection des machines-outils et des outils

Pinces et bridage

• Conception du luminaire :Le montage est un outil important utilisé pour fixer les pièces dans l’usinage CNC. La conception du dispositif doit être déterminée en fonction de la forme et de la taille de la pièce, ainsi que des exigences de traitement. Une bonne conception du dispositif peut garantir que la pièce reste stable pendant l’usinage, améliorant ainsi la précision et l’efficacité de l’usinage.
• Méthode de serrage :Le choix de la méthode de serrage doit être déterminé en fonction du matériau, de la forme et des exigences de traitement de la pièce. Les méthodes de serrage courantes comprennent le serrage mécanique, le serrage hydraulique et le serrage pneumatique. Le serrage mécanique présente les avantages d’une structure simple, d’une grande force de serrage et d’une large gamme d’applications ; Le serrage hydraulique présente les avantages d’un serrage stable, d’un fonctionnement pratique et de la possibilité d’obtenir un serrage simultané en plusieurs points ; Le serrage pneumatique, quant à lui, présente les avantages d’une action rapide, d’une force de serrage stable et d’une automatisation facile.

Comment les logiciels et la simulation jouent-ils un rôle dans la conception de l’usinage CNC ?

Le rôle des logiciels

Logiciel de CAO :

1. Concevoir des dessins et des maquettes de produits :Les logiciels de CAO (conception assistée par ordinateur) sont la première étape de l’usinage CNC, qui fournit un plan de conception détaillé. Les concepteurs peuvent utiliser un logiciel de CAO pour créer des modèles 3D et des dessins 2D du produit, qui serviront de base au traitement ultérieur.
2. Fournir une base de conception : les logiciels de CAO peuvent concevoir avec précision la forme, la structure et la taille du produit, fournissant une base de conception précise pour le traitement ultérieur.

Logiciel de FAO :

• Convertir la conception en instructions d’usinage : La fonction principale des logiciels de FAO (fabrication assistée par ordinateur) est de convertir les dessins de conception et les modèles générés par les logiciels de CAO en trajectoires et instructions d’usinage spécifiques. Ces instructions seront envoyées à la machine CNC pour effectuer diverses opérations d’usinage.
• Optimiser le processus d’usinage : Le logiciel de FAO permet à l’opérateur d’optimiser le processus d’usinage, y compris la planification de la trajectoire d’outil, le réglage des paramètres de coupe, etc., afin de réduire le gaspillage de matériau et d’améliorer l’efficacité et la précision de l’usinage.

Logiciel IAO :

1. Analyse et optimisation de l’ingénierie : Les logiciels d’IAO (ingénierie assistée par ordinateur) sont utilisés pour effectuer l’analyse et l’optimisation de l’ingénierie. Il aide les ingénieurs à simuler et à tester les performances des produits dès la phase de conception, réduisant ainsi le risque de défaillance en production réelle.
2. Simuler des grandeurs physiques : les logiciels d’IAO peuvent simuler des grandeurs physiques telles que les contraintes, les déformations, la conduction thermique et l’écoulement des fluides des matériaux pour aider les concepteurs à optimiser la structure et les performances des produits.
   Le rôle de la simulation

Le rôle de la simulation

Prévoir et optimiser les processus d’usinage :

• Simulation de la géométrie et du mouvement : la simulation vous permet de vérifier si la géométrie de la pièce est correcte et de prédire s’il existe des problèmes potentiels tels que le gougeage ou la contre-dépouille. Dans le même temps, il peut également vérifier s’il y a une interférence de collision entre l’outil et le porte-outil et la pièce et le montage, et si la broche et les pièces et montages de la machine-outil ont des interférences de collision pendant le mouvement de la machine-outil.
• Simulation physique : La simulation peut également simuler les changements de grandeurs physiques telles que la force et la chaleur dans le processus de coupe, et analyser l’état de la force, le couplage thermique et la contrainte résiduelle dans le processus d’usinage. Ces informations peuvent être utilisées comme référence pour le contrôle du processus, l’optimisation des paramètres de coupe, etc.

Optimisation des conditions de coupe :

• Améliorer l’efficacité de l’usinage : Grâce à la simulation, les paramètres de coupe optimaux (tels que la profondeur de coupe, la vitesse de coupe, la vitesse d’avance, etc.) peuvent être déterminés pour améliorer l’efficacité et la précision du processus d’usinage réel.
• Durée de vie prolongée de l’outil : la simulation peut également simuler l’utilisation du liquide de refroidissement pour prédire une éventuelle dénaturation thermique et l’usure de l’outil. Grâce à la simulation, des mesures appropriées peuvent être prises pour contrôler ces facteurs afin de prolonger la durée de vie de l’outil.

Formation et perfectionnement :

Le logiciel de simulation peut simuler le processus d’usinage CNCdans un environnement virtuel pour aider les opérateurs à se former et à améliorer leurs compétences. Dans l’environnement virtuel, les opérateurs peuvent librement effectuer des simulations et des expériences pour se familiariser avec différents processus et paramètres d’usinage, améliorant ainsi leurs compétences opérationnelles et leurs capacités d’usinage.

Quels sont les avantages de l’usinage CNC ?

Avantages	Description
Haute précision	Grâce au contrôle de la programmation informatique, une précision de traitement au micron est atteinte, la qualité du produit est améliorée et le taux de rebut est réduit.
Haute efficacité	Traitement automatisé, réduisant les interventions manuelles, effectuant plusieurs tâches de traitement en même temps et raccourcissant le cycle de production.
Flexibilité	Adaptez-vous aux besoins de traitement de différents matériaux et formes, et modifiez et ajustez rapidement le plan de traitement en fonction des exigences de conception
Stabilité et fiabilité	Le contrôle par ordinateur élimine l’influence des facteurs humains et la technologie de détection automatisée pour assurer la stabilité et la fiabilité des machines-outils.
Adaptabilité des matériaux	Convient pour le métal, le plastique, la céramique et d’autres matériaux, améliorant l’utilisation des matériaux et économisant les ressources
Facile à intégrer	Intégrez-le facilement dans les lignes de production automatisées et travaillez avec d’autres équipements automatisés pour obtenir une production efficace
Économiser de la main-d’œuvre	Réduire les besoins en main-d’œuvre et les coûts de main-d’œuvre. Un seul opérateur peut faire fonctionner plusieurs machines-outils en même temps.
Réduire les coûts	Une précision et une efficacité élevées réduisent les taux de rebut et les coûts de production, et améliorent les avantages économiques de l’entreprise.

Choisissez Longsheng pour vous fournir un service à guichet unique

L’obtention de services d’usinage de haute qualité reste un objectif essentiel pour le succès rapide de la production.À Longsheng,En tant qu’usine d’usinage, nous proposons une gamme complète de services d’usinage pour répondre à vos besoins d’usinage, de l’ébauche initiale à la finition finale.

Avec plus de 15 ans d’expérience dans la fabrication, nous traitons des pièces CNC avec des tolérances allant jusqu’à 0,005 mm, offrant des devis le jour même et une livraison en 72 heures. Nous produisons des pièces en différentes quantités supérieures à 80,00 pièces. Notre objectif est de fournir les services de traitement de pièces métalliques les plus efficaces et de la plus haute qualité à nos clients du prototypage et de la production en série. Du contrôle des matières premières à l’inspection des produits, nous recherchons toujours l’excellence en matière de qualité pour vous fournir des résultats impeccables. Longsheng reconnaît l’importance de chaque détail dans la production, c’est pourquoi nous veillons à ce que les produits répondent non seulement à vos attentes, mais les dépassent en termes de qualité et d’attrait visuel. Lorsque vous recherchez un prestataire de services d’ébauche fiable et professionnel,Considérez Longsheng comme votre partenaire de confiancepour atteindre l’efficacité et l’excellence dans votre processus d’usinage.

Foire aux questions

1. Quel logiciel est le meilleur pour la conception d’usinage CNC ?

PourConception d’usinage CNC, il existe une variété de logiciels parmi lesquels choisir, chacun avec ses propres avantages et scénarios applicables. Parmi eux,le logiciel le plus adapté à la conception d’usinage CNCsont Siemens NX, WorkNC, Creo, VERICUT, Mastercam, PowerMILL, Fusion 360, SolidCAM, GibbsCAM. En outre, AutoCAD, SolidWorks, ESPRIT, UGCNC, Cimatron, DELCAM et d’autres logiciels sont également largement utilisés dans la conception d’usinage CNC. Lors du choix d’un logiciel, il y a des compromis en fonction des besoins d’usinage spécifiques, du type de machine et du niveau d’expérience de l’utilisateur.

2.Comment puis-je assurer la précision dans les projets d’usinage CNC ?

 Assurer la précision des projets d’usinage CNC, nous devons commencer par de nombreux aspects : (1) Choisir la bonne machine-outil et le bon outil : La clé pour améliorer la précision d’usinage est de choisirMachines-outils CNCavec une haute précision et des performances stables. (2) Optimiser la programmation CNC : sélectionnez la trajectoire d’outil et la stratégie d’usinage appropriées en calculant avec précision la compensation de l’outil et les paramètres d’usinage pour réduire l’erreur d’usinage. (3) Renforcer le contrôle du processus : contrôler strictement les paramètres de coupe, surveiller et contrôler l’environnement de traitement pour réduire l’impact sur la précision de l’usinage. (4) Améliorer le niveau de compétence des opérateurs : renforcer la formation et l’éducation des opérateurs, améliorer leur niveau de compétence et leur expérience de fonctionnement, afin d’assurer la stabilité et la contrôlabilité du processus de traitement. (5) Adopter des méthodes de détection avancées : détecter pendant et après le traitement, et trouver et corriger les erreurs de traitement à temps. La précision de l’usinage peut également être encore améliorée en utilisant un logiciel de simulation pour la prédiction et l’optimisation.

3. Quels sont les principaux défis de la conception de l’usinage CNC ?

Tout d’abord, la conception d’un produit devenant très complexe,La conception de l’usinage CNC est également confrontée à des défis plus importants. Comment assurer le positionnement et la haute qualité dans les conceptions complexes est une question importante qui doit être résolue dans la conception d’usinage CNC ; Ensuite, l’acceptation du traitement CNC peut être effectuée avec une variété de matériaux, y compris les métaux, les plastiques, les matériaux composites, etc. Différents matériaux ont des caractéristiques et des exigences de traitement différentes, il est donc nécessaire de développer des stratégies et des paramètres de traitement appropriés pour le matériau final ; En outre, tout en garantissant la précision et la qualité du traitement, la rentabilité doit également être prise en compte. Comment récupérer tout en assurant l’effet de traitement est une question importante qui doit être prise en compte dans la conception de l’usinage CNC ; enfin, avec le développement continu de la technologie, la conception de l’usinage CNC a également besoin d’innovation et d’amélioration continues. L’introduction de nouvelles technologies, de nouveaux processus et de nouveaux équipements pour améliorer l’efficacité et la précision du traitement est un défi important auquel est confrontée la conception de l’usinage CNC.

4.Quelle est la différence entre le fraisage CNC et l’usinage au tour ?

Le fraisage CNC et l’usinage au tour présentent des différences évidentesen termes de principes d’usinage, de plages d’usinage, de sélection d’outils, de précision d’usinage et de scénarios d’application. Lors du choix d’une méthode d’usinage, il est nécessaire de faire des compromis en fonction des besoins spécifiques de usinage et des caractéristiques de la pièce.

Résumé

Leprincipales considérations de conception et d’ingénierie pour l’usinage CNCimpliquent des matériaux, des outils, des paramètres, l’environnement, des machines-outils, des systèmes CNC, la planification des processus, le contrôle de la qualité, etc. L’optimisation et la combinaison raisonnables de ces facteurs amélioreront considérablement l’efficacité, la précision et la stabilité de l’usinage CNC pour répondre à l’évolution de la demande du marché.

 

Démenti

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L’équipe de Longsheng

Cet article a été écrit par plusieurs contributeurs de Longsheng. Longsheng est une ressource de premier plan dans le secteur manufacturier, avecUsinage CNC,Fabrication de tôles,Impression 3D,Moulage par injection,emboutissage du métal, et plus encore.