Si vous êtes un ingénieur produit ou un professionnel des achats chargé de créer des prototypes ronds ou ronds précis, CNC Circular Prototype Usining est votre solution préférée. Ce processus contrôlé par ordinateur transforme les matières premières en pièces circulaires précises - critique pour valider les conceptions de produits dans des industries comme l'automobile, aérospatial, et les dispositifs médicaux. Explorons comment cela fonctionne, Exemples du monde réel, et des stratégies clés pour éviter les pièges courants.
Qu'est-ce que l'usinage du prototype circulaire CNC?
CNC Circular Prototype Usining utilise le contrôle numérique de l'ordinateur (CNC) Technologie pour fabriquer des prototypes ronds ou ronds. Ces prototypes - comme des engrenages, arbres, ou des boîtiers cylindriques - sont essentiels pour tester l'ajustement, fonction, et durabilité avant la production de masse. Contrairement à l'usinage manuel, CNC assure la cohérence: même de petits lots (1-10 pièces) avoir des dimensions identiques, avec des tolérances aussi serrées que ± 0,005 mm.
Prenez une startup aérospatiale, Par exemple. Ils avaient besoin 5 prototypes d'arbre circulaire en titane (15 diamètre mm, 100 longueur mm) pour tester dans un nouveau composant moteur. En utilisant l'usinage circulaire CNC, Ils ont obtenu une erreur de rondeur de juste 0.002 mm - elaine en dessous du requis 0.008 MM. L'usinage manuel aurait pris 3 fois plus de temps et n'a pas respecté la norme de la rondeur.
Processus étape par étape de l'usinage du prototype circulaire CNC
Le processus a 8 étapes clés, chacun vital pour obtenir un prototype de haute qualité. Nous utiliserons une étude de cas d'un fabricant de pièces automobiles (prototypage d'un 25 Équipement en alliage en aluminium de diamètre mm) Pour illustrer chaque étape.
1. Conception & Programmation
D'abord, Les ingénieurs créent un modèle 3D du prototype circulaire (Utilisation d'un logiciel comme AutoCAD ou SolidWorks). Alors, Ils écrivent un programme CNC qui définit le chemin d'usinage, vitesse, et les mouvements d'outils - la procédure ici élimine les erreurs coûteuses plus tard.
- Exemple de cas: Le modèle 3D du fabricant automobile a spécifié un équipement avec 20 dents et un 25 diamètre extérieur mm. Le programme CNC a utilisé le code G pour cartographier un chemin de coupe en spirale, Assurer que chaque dent avait la même forme.
- Outil clé: La plupart des magasins utilisent la came (Fabrication assistée par ordinateur) Logiciel pour convertir les modèles 3D en code G - Sauver 50% du temps de programmation par rapport au codage manuel.
2. Sélection des matériaux
Choisissez des matières premières en fonction de l'objectif du prototype. Par exemple, Utilisez de l'aluminium pour des pièces légères ou en acier inoxydable pour les composants résistants à la corrosion.
| Matériel | Mieux pour | Propriété clé | Exemple d'utilisation dans le cas automobile |
| Alliage en aluminium (6061) | Léger, prototypes à faible coût | Densité: 2.7 g / cm³; Résistance à la traction: 310 MPA | Prototype de vitesse (réduit le test du poids) |
| Acier inoxydable (304) | Parties résistantes à la corrosion | Antirouille; Dureté: 187 HB | Prototypes d'équipement marin |
| Titane (TI-6AL-4V) | À haute résistance, pièces à haute température | Ratio de force / poids: 260 MPA /(g / cm³) | Arbres de moteur aérospatial |
3. Machine & Configuration de l'outil
Sélectionnez la bonne machine CNC (généralement un tour CNC pour les parties circulaires) et outils. Le matériau et la taille de l'outil doivent correspondre à la matière première pour éviter l'usure ou une mauvaise finition de surface.
Dans le cas automobile, L'équipe a utilisé un tour CNC avec un mandri à 3 mâchoires (pour tenir l'aluminium en toute sécurité). Ils ont choisi un outil de coupe en carbure (Wc-co) Parce qu'il fonctionne bien avec l'aluminium - l'usure des outils réductrices par 40% par rapport aux outils en acier à grande vitesse.
4. Planification de la stratégie d'usinage
Pour les prototypes circulaires, Concentrez-vous sur le chemin et la méthode de coupe pour éviter la déformation des matériaux. Les stratégies courantes comprennent:
- Coupure en spirale: Meilleur pour les engrenages ou les pièces filetées (Assure même le retrait des matériaux).
- Coupure de visage: Utilisé pour lisser les surfaces finales du prototype.
- Forage de picotements: Pour les trous dans la partie circulaire (Évite l'accumulation de puces).
L'équipe automobile a utilisé la coupe en spirale pour les dents de l'équipement, avec une profondeur de coupe de 0.1 mm par pass - cela a empêché l'aluminium de déformer (un problème commun avec des passes plus profondes).
5. Brouillage & Finition
D'abord, brouillage supprime rapidement l'excès de matériau. Alors, La finition polir la surface et affine les dimensions.
- Exemple de cas:
- Brouillage: Le tour CNC a supprimé 80% de l'aluminium (de un 35 mm de diamètre vide à 27 MM) à 1,500 RPM et un taux d'alimentation de 0.2 MM / REV. Cela a pris 8 minutes.
- Finition: La machine coupée de 27 mm à la finale 25 diamètre mm à 2,000 RPM (taux d'alimentation plus lent: 0.05 MM / REV) Pour obtenir une surface lisse (Rampe 0.8 µm). Cela a ajouté 5 minutes.
6. Contrôle de qualité
Vérifiez les dimensions du prototype et la finition de surface à chaque étape. Utiliser des outils comme:
- Étrier numérique: Mesure le diamètre (précision: ± 0,001 mm).
- Coordonner la machine à mesurer (Cmm): Scanne toute la partie pour vérifier la rondeur et la symétrie.
- Testeur de rugosité de surface: Vérifie les valeurs RA (critique pour les pièces qui ont besoin d'un mouvement lisse).
Dans le cas automobile, Le CMM a trouvé un équipement avait un 0.003 Erreur de rondeur MM (juste sous le 0.005 limite de mm). L'équipe a ajusté le chemin de coupe pour les prototypes suivants, résoudre le problème.
7. Post-traitement
Après l'usinage, Améliorer l'apparence et les performances du prototype avec ces étapes:
- Nettoyage: Utilisez un dégraisseur pour éliminer le liquide de coupe (Empêche l'accumulation de résidus).
- Débarquant: Dossiers ou sable tranchants (L'équipe automobile a utilisé un papier de verre de 200 grilles pour cela).
- Pulvérisation / revêtement: Ajouter une couche protectrice (Par exemple, anodisation pour l'aluminium pour éviter les rayures).
8. Contrôle d'erreur
Surveiller les erreurs courantes et ajuster immédiatement. Voici comment l'équipe automobile a géré les problèmes:
| Type d'erreur | Impact | Solution |
| Erreur de ronde (>0.005 MM) | L'équipement ne correspondra pas à d'autres pièces | Réduction du taux d'alimentation de finition de 0.08 à 0.05 MM / REV |
| Rayures de surface (Rampe >1.6 µm) | Pauvre esthétique; augmentation de la friction | Outil de carbure usé remplacé; ajouté un liquide de refroidissement (5% concentration) |
| Déformation des matériaux | La longueur du prototype a augmenté de 0.1 MM | Réduit la profondeur de pass de pass 0.2 à 0.1 MM; refroidi la partie au milieu du processus |
Innovations technologiques dans l'usinage du prototype circulaire CNC
New Tech rend le processus plus rapide et plus précis:
- Fraisage à grande vitesse: Utilise des vitesses 10,000 RPM - tire le temps d'usinage par 30% (Idéal pour les prototypes en plastique).
- Coupure à sec: Pas de liquide de coupe - réduit les déchets et les coûts (Fonctionne pour l'aluminium et le laiton).
- Surveillance alimentée par AI: Les capteurs détectent l'usure de l'outil en temps réel (empêche 90% des défauts de surface).
Une entreprise de dispositifs médicaux a utilisé une surveillance d'IA pour les prototypes circulaires en acier inoxydable. Le système a alerté les opérateurs lorsque l'outil était 80% porté, Ils l'ont donc remplacé avant qu'il ne provoque des rayures - économiser 10 prototypes d'être mis au rebut.
Protection de l'environnement & Sécurité
Ne négligez pas la durabilité et la sécurité:
- Élimination de la coupe du liquide: Recycler ou traiter le liquide (L'équipe automobile a utilisé un système de filtration pour réutiliser 70% de leur liquide de refroidissement).
- Gestion des déchets: Recycler les copeaux en métal (Les copeaux en aluminium peuvent être fondues et réutilisées - réduisant les coûts des matériaux par 20%).
- Équipement de sécurité: Les opérateurs doivent porter des gants et des lunettes de sécurité (Empêche les coupes des bords métalliques pointus).
Vue de la technologie Yigu sur l'usinage du prototype circulaire CNC
À la technologie Yigu, Nous avons soutenu 400+ clients avec CNC Circular Prototype Usining. Nous pensons que ce processus est irremplaçable pour rapidement, Prototypage précis - en particulier pour les parties où la rondeur et la symétrie ne sont pas négociables. Notre équipe utilise la surveillance de l'IA et le fraisage à grande vitesse pour réduire les délais 3-5 jours (en baisse de la moyenne de l'industrie de 7-10 jours). Pour les équipes d'approvisionnement, Cela signifie réduire les coûts (Pas de matériaux gaspillés) et validation de conception plus rapide. Nous priorisons également la durabilité, recyclage 80% des déchets métalliques pour réduire l'impact environnemental.
FAQ
- Q: Quelle est la quantité de commande minimale (MOQ) Pour l'usinage du prototype circulaire CNC?
UN: La plupart des magasins acceptent les MOQ de 1 pièce - parfaite pour les tests de conception à un stade précoce. Par exemple, Nous avons fabriqué des prototypes d'arbre en titane unique pour les startups aérospatiales.
- Q: Combien de temps faut-il pour faire un prototype circulaire CNC?
UN: Cela dépend de la taille et de la complexité. Un simple 10 L'arbre de diamètre mm prend 1-2 jours; Un équipement complexe (Comme le cas automobile) prendre des prises 3-4 jours.
- Q: Peut-on gérer l'usinage du prototype circulaire des matériaux plastiques?
UN: Oui! Cela fonctionne bien avec les plastiques comme les abdos, PC, et pom. Nous avons récemment fait 5 Prototypes de logements circulaires ABS pour un client d'électronique grand public - affirmant une PR lisse 0.4 μm Finition de surface.