3-Processus de modélisation du prototype d'usinage de l'axe CNC: Un guide pour les pièces de précision

Si vous êtes un ingénieur produit ou un professionnel des achats chargé de créer des pièces prototypes, que ce soit pour les composants automobiles, enclos électroniques, ou luminaires industriels - le 3-Processus de modélisation du prototype d'usinage de l'axe CNC est votre outil le plus fiable pour la vitesse et la précision. Contrairement aux machines complexes à 5 axes, 3-Axe CNC équilibre l'abordabilité et la précision, Le rendre idéal pour la plupart des projets prototypes. Ce guide décompose chaque étape du processus, avec des exemples et des données du monde réel pour vous aider à éviter les erreurs et à obtenir des résultats parfaits.

1. Qu'est-ce que l'usinage CNC à 3 axes pour la modélisation des prototypes?

D'abord, simplifions les bases: 3-Axe CNC Usining Prototype Modélisation Utilise une machine contrôlée par ordinateur qui déplace l'outil de coupe le long de trois axes linéaires (X, Y, et z) Pour façonner les matières premières, comme l'aluminium, plastique, ou acier - en prototypes de pièces. C'est la méthode CNC la plus courante pour les prototypes car c'est:

• Rentable: 3-Les machines à axe sont 30-50% Modèles moins élevés que les modèles à 5 axes, Idéal pour les prototypes en petits lots.
• Rapide: Les pièces simples peuvent être usinées dans 1-3 heures, contre. des délais plus longs pour l'impression 3D (Pour certains matériaux).
• Polyvalent: Fonctionne avec les métaux, plastiques, et les composites - parfaits pour tester différents comportements matériels.

Pourquoi ça compte: Une startup faisant un prototype de boîtier électronique en plastique utilisé une fois une impression 3D d'abord. Les pièces imprimées déformées sous la chaleur, Ils sont donc passés à CNC à 3 axes. Les prototypes CNC n'avaient aucune déformation et correspondaient à la conception de la production finale - les économiser 2 semaines de retouches.

2. Étapes principales du processus de modélisation du prototype d'usinage CNC à 3 axes

Le 3-Processus de modélisation du prototype d'usinage de l'axe CNC a quatre étapes séquentielles - chacune se construisant sur le dernier pour assurer la précision. Sauter ou précipiter une étape conduit à des prototypes défectueux. Vous trouverez ci-dessous une ventilation détaillée, plus un tableau de comparaison pour les paramètres clés.

2.1 Brouillage: Dépuiser l'excès de matériau

Le bravo est la première étape la plus rapide - elle supprime 70-90% de l'excès de la matière première pour se rapprocher de la forme finale du prototype.

• Outils clés: Acier à grande vitesse (HSS) ou moulins en carbure (2-4 flûtes pour une coupe plus rapide).
• Paramètres:
• Vitesse de coupe: 100-300 m / mon (varie selon le matériau - l'aluminium a besoin de vitesses plus rapides que l'acier).
• Taux d'alimentation: 50-200 mm / min (Des taux plus élevés augmentent l'efficacité, Mais ne dépasse pas 200 mm / min pour les plastiques mous).
• But: Obtenez le blanc à moins de 0,5 à 1 mm des dimensions finales - aucun besoin d'une qualité de surface parfaite ici.

2.2 Semi-finisse: Préparation pour la précision finale

Semi-finissement lisse surfaces secondaires (comme les trous ou les bords) et prépare la partie de la dernière étape. C'est essentiel pour les pièces avec plusieurs fonctionnalités (Par exemple, Un support prototype avec des trous et des machines à sous).

• Outils clés: 4-moulins en carbure de flûte (Pour une meilleure douceur de surface que les outils de brouillage).
• Paramètres:
• Vitesse de coupe: 80-250 m / mon (plus lent que le brouillage pour réduire l'usure des outils).
• Taux d'alimentation: 30-100 mm / min (plus lent pour améliorer la précision).
• But: Apportez la pièce à moins de 0,1 à 0,3 mm de dimensions finales - les surfaces deuxième devraient maintenant répondre aux spécifications de conception de base.

2.3 Finition: Répondre aux exigences de conception exactes

La finition est l'endroit où le prototype atteint sa forme et sa précision finales. Cette étape se concentre sur les principales surfaces fonctionnelles (Par exemple, les dents d'un équipement ou une surface d'accouplement d'un boîtier).

• Outils clés: 6-Flûle en carbure de moulins ou outils de nez de balle (pour les surfaces courbes).
• Paramètres:
• Vitesse de coupe: 50-200 m / mon (le plus lent de toutes les étapes de précision).
• Taux d'alimentation: 10-50 mm / min (lent pour éviter les rayures de surface).
• But: Atteindre une précision dimensionnelle de ± 0,01-0,05 mm et des tolérances de forme / position de contrôle (Par exemple, Assurer un trou est parfaitement aligné avec le centre de la pièce).

2.4 Finition finale: Boost la qualité de la surface

La dernière étape - finale finale - améliore la rugosité de surface sans modifier les dimensions de la partie. C'est essentiel pour les pièces qui ont besoin de douceur pour les fonctionnalités (Par exemple, un piston qui glisse dans un cylindre) ou esthétique.

• Méthodes courantes: Ponçage (avec 400-800 papier de verre de grain), polissage (avec un vernis métallique pour les métaux), ou dynamitage de perles (pour une finition mate).
• But: Réduire la rugosité de surface à RA 0.4-1.6 μm (de RA 3.2-6.3 μm après la finition).

Table de comparaison de scène

3. Conseils critiques pour la modélisation du prototype CNC à 3 axes réussie

Même avec un processus clair, De petites erreurs peuvent ruiner les prototypes. Voici trois conseils éprouvés pour garder vos projets sur la bonne voie:

1. Calibrez d'abord votre machine: Une machine à 3 axes mal alignée peut provoquer des erreurs de dimension de 0,1 mm ou plus. Utilisez un indicateur de cadran pour vérifier l'alignement de l'axe avant de commencer - nous le faisons pour chaque prototype, Et cela a réduit notre taux de défaut de 25%.
2. Choisissez le bon matériau pour la scène: Par exemple, Si vous testez la force d'une partie métallique, Utilisez le même alliage (Par exemple, aluminium 6061) Pour toutes les étapes, ne passez pas en plastique pour brouiller (Il n'imitera pas le comportement d'usinage du métal).
3. Programme en couches: Utiliser le logiciel CAM (comme la fusion 360) Pour programmer chaque étape séparément. Cela vous permet d'ajuster les paramètres pour brouiller vs. finition sans réécrire l'intégralité du code.

Étude de cas: Un client fabriquant un prototype de matériel d'acier a sauté en semi-finition pour gagner du temps. L'étape de finition devait enlever trop de matériau, conduisant à un espacement des dents inégal (Off de 0,15 mm). Après avoir ajouté des demi-fins dans, L'espacement des dents était à moins de ± 0,03 mm - en ce qui concerne leurs exigences de conception.

Vue de la technologie YIGU sur le processus de modélisation du prototype d'usinage CNC à 3 axes

À la technologie Yigu, Nous avons optimisé le 3-Processus de modélisation du prototype d'usinage de l'axe CNC pour 400+ clients. Nous pensons que la plus grosse erreur que les équipes font se précipite, ce qui crée un travail supplémentaire pour terminer et augmenter les défauts. Notre solution: Modèles de programme CAM personnalisé pour chaque matériau (Par exemple, Aluminium vs. Plastique abs) que les paramètres de brouillage / finition prédéfinis. Cela réduit le temps de livraison du prototype par 20% et maintient la précision dimensionnelle dans ± 0,02 mm. Nous recommandons également la finition finale avec un polissage à ultrasons pour les pièces qui ont besoin de surfaces ultra-lisses (Comme des composants de dispositifs médicaux).

FAQ

1. Quel est le délai typique d'un prototype CNC à 3 axes?

Pour des pièces simples (Par exemple, un support en plastique), Le délai est 1-3 jours (y compris les quatre étapes). Pour des pièces complexes (Par exemple, Un équipement métallique avec plusieurs dents), c'est 3-5 jours.

2. Quels matériaux fonctionnent le mieux pour la modélisation du prototype CNC à 3 axes?

Les plus courants sont l'aluminium (6061, 7075), Plastique abs, acier (1018, 304 inoxydable), et laiton. L'aluminium est le plus rapide à machine (coupe 2x plus vite que l'acier) et moins cher pour les prototypes.

3. Combien coûte un prototype CNC à 3 axes?

Les coûts dépendent du matériel et de la complexité: Un petit support en plastique ABS (50x50x10mm) frais \(30-\)50, Alors qu'un équipement en acier moyen (100diamètre mm) frais \(80-\)120.