L'usinage CNC est-il moins cher pour les formes complexes Ultimate guide 2022

Dans cet article, basé sur les bases de l'usinage, nous présenterons les points de pièces usinées rentables dans lesquels les concepteurs mécaniques débutants ont tendance à tomber.

Fraisage CNC Poinçonnage

Laissez-moi vous parler de la partie où vous pouvez faire des choses moins chères avec la coupe.Lorsque vous pensez à l'usinage, vous pouvez avoir une image de toutes les pièces brutes et inorganiques des produits industriels, mais en fait, vous pouvez créer une variété de formes, telles que des surfaces courbes torsadées.

Pièces d'usinage CNC

Cette fois, nous allons introduire diverses « formes merveilleuses » tout en introduisant le processus de réalisation de formes complexes en coupant avec le contrôle informatique actuel.

Qu'est-ce que le traitement CN ?

Bien qu'il ait été mentionné à plusieurs reprises, la coupe est un processus dans lequel une lame rotative est pressée contre un matériau le long d'une trajectoire définie pour le gratter et éliminer les parties inutiles.

　Alors, que signifie "le long d'une trajectoire définie" ?

J'ai laissé l'expression vague jusqu'à présent, mais c'est une partie très importante de la coupe, donc je vais l'expliquer un peu plus en détail.

Laissons de côté pour l'instant les machines-outils à usage général "à commande manuelle" telles que les fraises à usage général et parlons des machines-outils à commande numérique dites "à commande automatique" telles que les fraises à commande numérique et les centres d'usinage.

Dans de telles machines, les lames qui coupent le matériau sont déplacées par le langage de commande vers la machine.Lorsque vous entrez la commande "Déplacer la fraise en bout à cette position" dans la machine, la machine se déplace automatiquement en fonction de la commande.La position de la fraise est exprimée par chaque valeur numérique de X, Y et Z. L'usinage se poursuit en déplaçant ces valeurs​​selon le programme.

Qu'est-ce qu'une fraise NC ?

Différents types de fraises NC

Le "NC" dans la fraise NC signifie "Commande numérique".« X » est la « direction horizontale », « Y » est la « direction d'avant en arrière » et « Z » est la « direction verticale ».En saisissant en continu la "prochaine position à déplacer", il est possible de déplacer la fraise en bout en dessinant des courbes lisses et des trajectoires complexes

Inversement, la machine ne fonctionne que selon les consignes saisies.La forme finale dépend du programme CN d'entrée.Avant le développement des ordinateurs, il semble que les programmes NC étaient imprimés sur des bandes de papier spéciales et passaient par une machine pour les lire.Cela semble être la raison pour laquelle les artisans vétérans appellent les programmes NC des « bandes ».

Programmes CN sur bandes papier spéciales

Actuellement, nous traitons les programmes CN comme des données informatiques.Le programme CN est stocké sous forme de données dans la mémoire de la machine et, tout en le lisant ligne par ligne sous forme d'instructions, il fonctionne conformément au contenu des instructions.

La configuration du programme CN

Un programme CN a essentiellement une configuration commune pour n'importe quelle machine-outil."La pièce qui contrôle le mouvement de la machine" telle que le "code G" ou le "code M" qui fait tourner la broche ou modifie la vitesse de déplacement, et la "position de la pointe de la fraise en bout" car les coordonnées X, Y, Z la valorisent consiste en une combinaison de la partie qui donne la valeur de commande.

Découpe moderne à l'aide d'ordinateurs : CAD/CAM

Des programmes CN simples tels que « juste percer un trou » ou « simplement déplacer la lame en ligne droite » peuvent être facilement créés, mais des programmes CN complexes tels que « découper une surface courbe » nécessitent le cerveau de l'ingénieur.Cela va au-delà du niveau de la pensée et de la saisie à la main.

Le système dit CAD/CAM entre en jeu dans de telles situations.”CAO/FAO» signifie « Conception assistée par ordinateur » et « Fabrication assistée par ordinateur », il s'agit donc essentiellement d'un terme général pour « la conception et la fabrication à l'aide d'ordinateurs ».

Actuellement, au sens étroit, la CAO fait référence à un logiciel qui crée des dessins et des modèles 3D sur un ordinateur, et la FAO fait référence à un logiciel qui créeProgrammes CNà l'aide de données CAO.Même la création de programmes CN complexes nécessite une assistance informatique.Certains logiciels ont à la fois des fonctions CAD et CAM, et il existe également des logiciels avec des fonctions indépendantes.

Déterminer le processus approprié pour l'usinage

La CAO a été couverte en détail sur divers sites, donc ici je vais expliquer un peu plus en détail la FAO, dont les concepteurs ne sont pas souvent conscients.Dans le processus de création de programme CN à l'aide de CAM, il est nécessaire de déterminer le processus approprié, le type de fraise en bout et les conditions d'usinage en fonction du matériau et de la forme de la pièce, et de les saisir en tant qu'informations.

Il existe d'innombrables options qui peuvent être prises en fonction du matériau et de la forme du matériau, de l'ordre de configuration, etc. Le type de réglages à effectuer dépend en grande partie de l'expérience et du sens de l'ingénieur.

Par exemple, il existe de nombreuses façons de fixer les matériaux.Il peut être serré avec un étau mécanique de précision, fixé directement avec un gabarit, fixé avec une vis, etc. Il existe différentes options selon la forme et le processus.Il doit être réglé en fonction de toutes les configurations et de tous les types de fraises en bout et converti en programmes CN.

Application des fraises en bout dans la découpe de surfaces courbes

Il existe différents types de fraises en bout, telles que les fraises à bout sphérique qui conviennent à la coupe de surfaces courbes avec des extrémités arrondies, les fraises à bout plat qui conviennent à la coupe de surfaces planes droites et les forets pour percer des trous.

divers types de fraises en bout

Chaque type est divisé en différentes formes telles que le diamètre, le nombre de lames et la longueur effective de la lame.Définissez le type de méthode d'usinage et le type deusinageconditions à utiliser pour chaque fraise en bout.

Même les fraises en bout ne sont pas limitées à un type pour une configuration.Au contraire, il n'est pas rare d'utiliser des dizaines de types.Ensuite, les paramètres à définir deviennent énormes.

Quelles sont les conditions d'usinage pour réaliser des pièces complexes moins chères ?

Les conditions d'usinage comprennent le nombre de rotations de la broche, la vitesse de déplacement et la quantité de matière à enlever.Il existe une combinaison optimale en fonction de la forme de la fraise en bout, du matériau et du matériau du matériau.La question est de savoir comment obtenir la combinaison optimale, éviter l'usure de la fraise en bout et raccourcir le temps d'usinage.

Un excellent ingénieur de traitement CN crée un programme CN dans les plus brefs délais dans des conditions de coupe qui provoquent des broutages.Tout en tenant compte des conditions recommandées par le fabricant de pales et de mon expérience passée, j'ai fixé l'image de l'état de traitement dans ma tête.

En imaginant les sons et les vibrations de la sculpture dans ma tête, j'imagine des choses comme "Cette condition est trop rapide" ou "Je me demande si je peux couper un peu plus profondément".Cela fait exactement partie du professionnalisme.Cette combinaison de processus et de programmes CN peut réduire de moitié, voire d'un quart, le temps d'usinage.

Voyons maintenant quelques exemples de la façon dont la CAO/FAO peut être utilisée pour créer des programmes CN qui seraient autrement impossibles et pour créer des formes plus compliquées que vous ne pourriez l'imaginer.

Représentatif de l'usinage 5 axes : turbine

Un exemple typique de pièce qui ne peut être réalisée que par un usinage dit 5 axes simultanés est le « rouet » utilisé dans les turbocompresseurs automobiles.

Sans CAD/CAM, le programme NC pour couper les pièces complexes de cette roue ne serait pas possible.C'est parce qu'il a la forme d'un morceau de contre-dépouille.

L'usinage 5 axes simultanés ne peut être réalisé que par les mouvements complexes de la surface de la table (axe A, axe B) ​​sur laquelle la matière est posée et des fraises (X, Y, Z) reliées entre elles.

Sculpture Contemporaine : Modélisation 3D

Tant que vous disposez d'un modèle 3D, vous pouvez générer semi-automatiquement des données CN pour découper la forme avec CAM.Par conséquent, il est possible de réaliser toutes les formes tridimensionnelles, y compris des sculptures telles que des statues et des personnages.Bien sûr, il faut considérer le coin R et le contre-dépouille que j'ai introduit jusqu'ici.

La forme peut être reproduite fidèlement au modèle 3D.Certains de nos clients songent à découper des personnages célèbres en les usinant et en les vendant comme des objets ultra-luxe.

Rendre le travail de coupe plus familier !

Les pièces usinées se présentent sous une variété de formes en fonction de l'application, mais quelle que soit la complexité de la forme, elle peut être usinée tant que le coin R et la contre-dépouille sont pris en charge.

Vous pourriez penser que le moulage est le meilleur moyen de produire en masse une forme plus complexe, mais l'usinage présente de nombreux avantages.La porosité, qui a tendance à être un problème lors de la coulée, peut être évitée, et comme il n'est pas nécessaire de fabriquer des moules, les coûts initiaux peuvent être réduits et la livraison peut être raccourcie.

Résumé

Je serais heureux si vous pouviez garder à l'esprit l'utilisation de la découpe même pour les pièces traitées produites en série.Le coût total est étonnamment bas, et il y a aussi l'avantage de pouvoir réagir avec souplesse aux changements de conception.

Nous espérons que cet article vous aidera à vous familiariser avec l'usinage et à élargir vos horizons de conception.