Usinage du prototype CNC Box est une pierre angulaire du complexe manufacturier, pièces en forme de boîte de haute précis, tassements de moteur, ou enclos d'équipement industriel. Contrairement à l'usinage manuel traditionnel (qui lutte avec les tolérances serrées et les structures complexes des prototypes de boîte), CNC (Contrôle numérique de l'ordinateur) La technologie offre cohérente, Résultats automatisés. Pour les ingénieurs de produits qui testent de nouvelles conceptions ou spécialistes des achats qui s'approfondissaient des prototypes fiables, comprendre les tenants et les aboutissants deUsinage du prototype CNC Box est la clé pour éviter les retards, Réduire les déchets, Et garantir que les pièces finales répondent aux normes de performance. Ce guide décompose l'ensemble du processus, avec des exemples et des données du monde réel pour rendre chaque étape exploitable.
1. Qu'est-ce que l'usinage du prototype CNC Box?
Avant de plonger dans le processus, clarifions ce qui faitUsinage du prototype CNC Box unique. Les prototypes de boîte sont des pièces spécialisées qui servent de supports ou de protecteurs pour les composants internes (Par exemple, engrenages, circuits) en machinerie. Ils sont définis par:
- Structures complexes: Visages multiples, trous, et grooves (souvent avec des profondeurs et des positions variables).
- Demandes de haute précision: Tolérances aussi serrées que ± 0,01 mm pour les caractéristiques critiques comme l'alignement des trous.
- Matériaux difficiles: La plupart des prototypes de boîtes utilisent une fonte ou de l'acier coulé (connu pour la durabilité mais une mauvaise performance de coupe)—Ammert du contrôle automatisé de CNC essentiel.
Pourquoi CNC n'est pas négociable: Un machiniste manuel pourrait prendre 8 heures pour créer un prototype de boîte de boîte de vitesses unique avec des positions de trous incohérents. AvecUsinage du prototype CNC Box, La même partie peut être faite en 2 heures, avec chaque trou aligné à ± 0,005 mm.
2. Pré-masseur: Planification de la conception & Préparation
Le succès deUsinage du prototype CNC Box commence avant que la machine ne s'allume. Cette phase se concentre sur la planification de chaque détail pour éviter les erreurs coûteuses plus tard.
2.1 Planification de la conception: MARQUER chaque fonctionnalité
La planification de la conception consiste à traduire des dessins de pièces dans un plan d'usinage exploitable. Voici ce qu'il faut inclure:
- Séquence d'usinage: Décider de l'ordre des opérations (Par exemple, ébaucher d'abord, puis traitement des trous, puis finir). Par exemple, Un prototype de boîte de boîte de vire.
- Machine & sélection d'outils: Choisissez l'équipement correspondant aux besoins du prototype. Un moulin CNC à 3 axes fonctionne pour des prototypes de boîtes simples, tandis que celles complexes (avec des trous inclinés) Besoin d'une machine à 5 axes. Pour les outils, Utilisez des usines d'extrémité en carbure pour l'acier coulé (Ils résistent à l'usure mieux que les outils HSS).
- Choix de luminaire: Les luminaires maintiennent le matériau en place pendant l'usinage. Un vice personnalisé avec des poignées en caoutchouc fonctionne pour les prototypes de petites boîtes, Alors que les grands ont besoin d'un système de luminaire modulaire pour répartir la pression uniformément.
Exemple du monde réel: Un fabricant d'équipements industriels fabriquait un prototype de boîte de boîtier à pompe. Initialement, Ils ont sauté la planification du luminaire et ont utilisé un vice générique - cela a fait changer le matériau pendant l'usinage, ruine 3 prototypes. Après avoir passé à un luminaire personnalisé, ils ont produit 10 prototypes impeccables dans une rangée.
2.2 Sélection des matériaux & Préparez les prototypes de boîte
Les prototypes de boîte ont besoin de matériaux qui équilibrent la résistance, machinabilité, et coûter. Ci-dessous est une ventilation des options supérieures:
| Type de matériau | Propriétés clés | Utilisation du prototype de boîte idéale | Machinabilité (1–10) | Coût (USD / kg) |
|---|---|---|---|---|
| Fonte grise (HT200) | Rigidité élevée, bon amortissement de vibration | Logements de boîte de vitesses, tassements de moteur | 5 | $1.8 - $3.0 |
| Fonte ductile (QT450) | Plus fort que le fer gris, Duc | Enclos d'équipement robuste | 4 | $2.5 - $4.0 |
| Carbone (45#) | Forte résistance, à l'usure | Prototypes de petite boîte (Par exemple, boîtiers de capteurs) | 6 | $2.0 - $3.5 |
Conseils de préparation des matériaux:
- Inspecter les défauts: La fonte a souvent des pores internes - Utilisez des tests à ultrasons pour rejeter les blancs défectueux (Un blanc poreux se fissure pendant l'usinage).
- Couper les blancs à la taille: Coupez la matière première à un «blanc» légèrement plus grand que le prototype final (Ajouter 5 à 10 mm de tous les côtés pour une allocation d'usinage).
3. Core CNC Box Prototype Usining Stages
Usinage du prototype CNC Box se produit en quatre étapes séquentielles, Chacun se concentrant sur un objectif spécifique - de la suppression de l'excès de matériel aux détails de raffinage.
3.1 Brouillage: Façonner la fondation du prototype
Le travail de rugueux consiste à éliminer rapidement la majeure partie de l'allocation d'usinage (généralement 3 à 5 mm) et créer une forme de boîte de base. Étapes clés:
- Opérations: Utilisez le fraisage de visage pour aplatir les faces supérieures / inférieures de la boîte, Et finir le moulage vers des murs latéraux rugueux. Pour les grandes boîtes, Utilisez un coupe-vol pour couvrir plus de surface plus rapidement.
- Paramètres: Prioriser la vitesse sur la précision - Utilisez un taux d'alimentation élevé (200–300 mm / min pour la fonte) et des coupes profondes (2–3 mm par passe).
- Soins des outils: Gardez les outils tranchants - les moulins de fin provoquent des «bavardages» (vibration), laisser des surfaces rugueuses qui prennent plus de temps à terminer.
Point de données: Une étude a révélé que l'optimisation des paramètres de brouillage (Par exemple, Augmentation du taux d'alimentation de 20%) Coupe le temps de brouillage 35% sans réduire la qualité.
3.2 Traitement des trous: L'étape la plus critique pour les prototypes de boîte
Les trous sont la partie la plus délicate deUsinage du prototype CNC Box- ils sont souvent nombreux (10+ par prototype) et nécessitent une précision de position étroite (Par exemple, Les trous pour les boulons doivent s'aligner dans ± 0,02 mm). Méthodes courantes:
- Forage: Crée des trous initiaux (légèrement plus petit que la taille finale) pour la fonte - Utilisez un foret de torsion avec un angle de point de 118 °.
- Ennuyeux: Élargit les trous à la taille exacte et améliore la rondeur - critique pour les trous qui contiennent les roulements (qui ont besoin d'une rondeur parfaite pour éviter les frictions).
- Alésage: Lisser les surfaces du trou et resserre les tolérances - utilisez un alésoir en carbure pour la fonte pour obtenir une rugosité de surface de RA 1.6 μm.
Étude de cas: Un fournisseur automobile avait besoin d'un prototype de boîte de boîte de vitesses avec 12 trous des boulons. Ils ont utilisé le forage → ennuyeux → alésage:
- Trous percés à 9,8 mm (taille finale: 10MM).
- Ennuyé à 9,95 mm pour corriger la rondeur.
- Aléris à 10 mm avec RA 1.6 μm.
Tous les trous alignés à ± 0,01 mm, Et le prototype s'adapte parfaitement à l'ensemble d'engrenages.
3.3 Finition: Affiner les spécifications finales
La finition garantit que le prototype répond à toutes les exigences de qualité dimensionnelle et de surface. Étapes clés:
- Broyage de précision: Utilisez un moulin à fin de haute précision (avec un ruissellement de ≤0,002 mm) Pour couper les murs à l'épaisseur finale (Par exemple, 10mm ± 0,01 mm).
- Préparation de traitement de surface: Pour les prototypes en fonte, Utilisez un disque de ponçage pour éliminer les marques d'outils - cela aide à l'épreuve de la rouille ultérieure.
- Contrôle de la température: La fonte se réchauffe pendant la finition - enracinez l'usinage de chaque 15 minutes pour laisser refroidir la partie (La chaleur provoque une expansion thermique, qui déforme les dimensions).
3.4 Inspection & Correction: Attraper des erreurs avant qu'il ne soit trop tard
NonUsinage du prototype CNC Box Le processus est parfait - l'inspection garantit que vous avez des défauts tôt. Utilisez ces outils et chèques:
- Étriers & Micromètres: Mesurer les diamètres du trou, épaisseurs de paroi, et le visage de la planéité.
- Coordonner la machine à mesurer (Cmm): Pour des prototypes complexes, Un CMM mappe chaque fonction.
- Testeur de rugosité de surface: Vérifiez que les surfaces répondent aux exigences de PR (Par exemple, Rampe 3.2 μm pour les visages non critiques, Rampe 1.6 μm pour les surfaces d'étanchéité).
Étapes de correction communes:
- Si un trou est trop petit: RAMEZ-Le à la bonne taille (Ne remets pas - ce risque de briser l'outil).
- Si un mur est trop épais: Faire une passe de finition légère (0.1profondeur mm) Pour le couper.
4. Après l'achat: Traitements finaux pour la durabilité
Une fois que le prototype passe l'inspection, Les étapes post-traitement améliorent sa longévité et son apparence:
- Nettoyage: Utilisez un dégraissant pour éliminer les puces de liquide de refroidissement et de métal - attirer une attention supplémentaire aux trous (Chips coincés à l'intérieur des problèmes d'assemblage).
- Prévention de la rouille: Pour les prototypes en fonte ou en acier, Appliquer une fine couche d'huile anti-rust ou un revêtement de phosphate (Empêche l'oxydation pendant le stockage).
- Peinture: Pour les prototypes utilisés dans les démos des clients, Appliquer une peinture résistante à la chaleur (Par exemple, peinture époxy) Pour correspondre au look de la partie de production finale.
Vue de la technologie YIGU sur l'usinage du prototype CNC Box
À la technologie Yigu, Nous nous spécialisons dansUsinage du prototype CNC Box pour l'automobile, industriel, et clients aérospatiaux. Sur 10 années, Nous avons affiné notre processus pour hiérarchiser la précision et l'efficacité: Nous utilisons des moulins CNC à 5 axes pour des motifs de trous complexes, Sélectionner une fonte grise (HT200) Pour la plupart des prototypes de boîte de vitesses (Équilibrage du coût et de la rigidité), et utiliser des inspections CMM pour 100% des pièces. Notre équipe offre également un support de conception - nous aidons les clients à optimiser les prototypes de boîte pour l'usinage (Par exemple, simplifier les formes de rainure pour couper le temps par 25%). Pour nous, Les excellents prototypes de boîtes CNC ne sont pas seulement des spécifications de rencontre - ils visent à aider les clients à tester et à lancer de meilleurs produits plus rapidement.
FAQ sur l'usinage du prototype CNC Box
Q1: Combien de temps prend l'usinage du prototype CNC Box?
UN: Cela dépend de la taille et de la complexité. Un petit boîtier de capteur (100x80x50 mm) prend 3 à 4 heures. Un grand boîtier de boîte de vitesses (500x300x200mm) avec 20 Les trous prennent 8 à 10 heures. La taille du lot est également importante - 10 prototypes identiques prennent ~ 1,5 fois plus que 1, Merci aux paramètres CNC reproductibles.
Q2: Quelle est l'erreur la plus courante dans l'usinage du prototype CNC Box?
UN: Mauvais alignement du trou. Cela se produit généralement de la planification du luminaire de saut (Changements de matériau pendant l'usinage) ou utiliser des outils ennuyeux ternes. Utilisez toujours un luminaire personnalisé et remplacez les outils après 8 heures d'usinage en fonte pour éviter cela.
Q3: L'usinage du prototype de boîte CNC peut-il utiliser des matériaux plastiques?
UN: Oui! Pour les prototypes de boîtes non structurales (Par exemple, enclos électronique), Les plastiques comme l'ABS ou le PC fonctionnent bien. Ils sont moins chers et plus rapides à la machine que le métal - bien qu'ils ne correspondent pas à la rigidité de la fonte. Nous recommandons souvent du plastique pour les premiers tests de conception, puis métal pour les prototypes finaux.
