CNC Usining CAD Design: 10 Conseils pro pour précision & Abordabilité

L'usinage CNC transforme vos idées numériques en pièces physiques, mais la qualité du produit final commence par votreCNC Usining CAD Design. Même les meilleures machines CNC ne peuvent pas réparer un modèle CAO mal conçu: Les murs minces peuvent vibrer et se casser pendant l'usinage, Les fonctionnalités inhabirables pourraient forcer des retouches coûteuses, Et les tolérances étroites peuvent ajouter du temps inutile à la production. Ce guide tombe en panne 10 Conseils exploitables pour optimiser vos conceptions de CAO pour l'usinage CNC, avec des exemples du monde réel, données, et des solutions à des problèmes communs. Que vous conceviez une partie de drone ou un support médical, Ces règles vous aideront à économiser de l'argent, Évitez les erreurs, Et obtenir des pièces qui fonctionnent parfaitement.

Pourquoi la conception CAD fait ou casse l'usinage CNC

Considérez votre conception CAO comme un plan pour la machine CNC. Si le plan a des défauts, La pièce le fera aussi. Un design CAO bien optimisé fait trois choses critiques:

1. Réduit le temps d'usinage: Simple, Les fonctionnalités machinables permettent à la machine CNC de fonctionner plus rapidement - en réduisant les délais de plomb de 20 à 30%.
2. Réduire les coûts: Éviter les caractéristiques complexes ou les conceptions de gaspillage coupe l'utilisation du matériau et élimine les réimpressions (Économiser de 50 $ à 500 $ par lot).
3. Améliore la qualité des pièces: Tolérances appropriées, épaisseurs de paroi, et les rayons de bord s'assurent que la pièce est forte, précis, et correspond à son but.

Exemple: Une startup a conçu un cadre de drone en plastique avec des murs minces de 0,5 mm (Trop mince pour l'usinage CNC). Le premier 10 Des cadres vibrés pendant la coupe, conduisant à 8 parties défectueuses (dépérissement $200 dans le matériel et 2 jours de production). Après avoir réglé la conception CAO à des murs de 1,5 mm (le minimum pour le plastique), tous 10 Les cadres suivants étaient parfaits.

Conseil 1: Manipuler les conceptions à parois minces avec prudence (Ne sacrifiez pas la force)

Les murs minces sont communs dans les pièces légères (comme des composants de drones ou des sifflets) mais risqué pour l'usinage CNC. Des études montrent que l'épaisseur de la paroi a un impact direct sur la rigidité -, conduisant à des pièces ou une rupture inexactes.

Règles clés pour les murs minces:

• Épaisseur minimale par matériau: Tenez-vous à ces normes pour éviter les problèmes:Matériau épaisseur de paroi typéminim?Métal (Aluminium, Acier)0.794 Les Mmmetals sont plus rigides que le plastique mais vibrent toujours s'ils sont trop minces. (Abs, Nylon)1.5 Les mmplastics se plient facilement - les murs d'emplacement se cassent pendant l'usinage ou l'utilisation.
• Alternative pour les pièces ultra-minces: Si vous avez besoin de murs plus fins que ces limites, utiliser fabrication de tôles instead of CNC machining. La tôle est conçue pour des structures minces et est souvent moins chère (Économiser 15 à 20% par pièce).

Étude de cas: Une marque audio voulait une calandre de haut-parleurs en plastique mince de 0,8 mm. L'usinage CNC a continué à briser les grilles, Ils sont donc passés à la tôle. Le coût des grilles en tôlerie $3 chaque (contre. $5 pour les pièces CNC échouées) et étaient prêts 1 jour plus rapide.

Conseil 2: Évitez les fonctionnalités inhumables (Savoir ce que CNC ne peut pas faire)

Toutes les fonctionnalités CAO ne peuvent pas être coupées par une machine CNC. Concevoir quelque chose que la machine ne peut pas faire (comme un trou incurvé) vous obligera à utiliser des processus alternatifs coûteux ou à retravailler la conception - en disant de votre projet.

Fonctionnalités inhumables communes & Correctifs:

Exemple: Un concepteur de dispositifs médicaux a ajouté un trou incurvé à un outil chirurgical en acier inoxydable. La boutique CNC ne pouvait pas le faire, Ils ont donc utilisé EDM. Le processus EDM ajouté $15 par outil mais en valait la peine - l'outil fonctionnait parfaitement dans les chirurgies.

Conseil 3: Contrôler judicieusement les tolérances (Tolérances étroites = coûts plus élevés)

Tolérances (À quelle distance la pièce est proche de vos dimensions CAO) sont critiques, mais trop serrés les tolérances perdent du temps et de l'argent. Les machines CNC ont des normes de tolérance par défaut, et les dépasser (Par exemple, exigeant ± 0,01 mm lorsque ± 0,1 mm fonctionne) ajoute des heures à l'usinage.

Comment optimiser les tolérances:

• Utilisez uniquement des tolérances serrées en cas de besoin: Par exemple, une partie qui correspond à un autre composant (comme un équipement) a besoin de tolérances étroites (± 0,05 mm). Une partie décorative (comme un logo de étui de téléphone) peut utiliser les tolérances plus lâches (± 0,1 mm).
• Garder les tolérances cohérentes: Mélanger les tolérances serrées et lâches dans une conception confond la machine CNC, Ajout de 10 à 15% au temps d'usinage. Choisissez une plage de tolérance pour des fonctionnalités similaires.

Impact sur les coûts: Un lot de 50 supports en aluminium avec des coûts de tolérances de ± 0,01 mm $12 chaque (contre. $8 chacun pour des tolérances de ± 0,1 mm)-un $200 différence pour une précision inutile.

Conseil 4: Coupez les caractéristiques esthétiques non fonctionnelles (Concentrez-vous sur ce qui compte)

Caractéristiques esthétiques (comme des gravures de fantaisie ou des grooves inutiles) qui n'aide pas le travail de la pièce à ajouter du temps et du coût. Avant d'ajouter une fonction esthétique, demander:

• «Cette caractéristique rend-elle la partie plus forte ou plus fonctionnelle?"
• «Cela peut-il être ajouté plus tard via le post-traitement (comme la peinture ou la gravure)?"

Alternatives post-traitement:

• Électropolition: Lisser les surfaces des pièces métalliques (coûte 2 à 5 $ par pièce) au lieu d'ajouter des rainures complexes en CAO.
• Peinture pulvérisée: Ajoute des logos ou des couleurs (coûte 1 à 3 $ par pièce) au lieu d'usinage du texte dans la pièce.

Exemple: Une marque de meubles voulait une jambe de chaise en bois avec du texte usiné. Usinage le texte ajouté 10 minutes par jambe (coût du coût $2 Extra par jambe). Ils sont passés à la pulvérisation en peignant le texte - sauver $100 pour un lot de 50 jambes.

Conseil 5: Optimiser le rapport de profondeur de cavité / largeur (Évitez la rupture des outils)

Cavités (creux dans la partie, comme un intérieur de la caisse de téléphone) sont difficiles pour l'usinage CNC. Une cavité trop profonde provoque une «suspension d'outils» (L'outil se plie), accumulation de puces (difficile à supprimer), ou même la rupture des outils (Coût de 20 $ à 100 $ par outil cassé).

Règle d'or pour les cavités:

• The cavity depth should be pas plus que 4 fois sa largeur (Pour assurer la stabilité des outils). Par exemple:
  • Si une cavité mesure 15 mm de large, sa profondeur ne doit pas dépasser 60 mm (15mm × 4).
• Pour des cavités plus profondes (jusqu'à 6 Largeur des temps), Utilisez un outil plus long, mais attendez des coûts plus élevés (Les outils longs sont de 5 $ à 15 $ de plus chers) et usinage plus lent.

Point de données: Cavités avec un 4:1 le rapport a un 5% taux de défaut. Cavités avec un 7:1 le rapport a un 30% taux de défaut (En raison de la rupture des outils).

Conseil 6: Ajouter des rayons raisonnables aux bords intérieurs (Travailler avec la forme de l'outil)

Les outils de coupe CNC sont cylindriques - ils ne peuvent pas couper des bords intérieurs pointus parfaits. Essayer de forcer un bord net endommagera l'outil, ralentir l'usinage, ou laissez une finition rugueuse.

Comment concevoir les bords intérieurs:

• Rayon de bord = 130% du rayon de l'outil: Cela garantit que l'outil s'adapte en douceur. Par exemple:
  • Si vous utilisez un outil de fraisage de rayon de 5 mm, Réglez le rayon du bord intérieur à 6,5 mm (5mm × 1.3).
• Pour les bords de 90 ° (Si nécessaire): Add an saper (une petite encoche) au lieu d'essayer de faire un bord net. Les sous-cutations ont laissé l'outil atteindre le coin sans dommage.

Exemple: Un concepteur de pièces automobiles a utilisé un outil de rayon de 4 mm mais a conçu des bords intérieurs tranchants de 0 mm. L'outil a gratté la pièce 3 fois (dépérissement $60 en matériau). Après avoir réglé le rayon du bord à 5,2 mm (4mm × 1.3), le suivant 20 Les pièces étaient impeccables.

Conseil 7: Longueur du fil de contrôle (Plus longtemps n'est pas toujours mieux)

Les trous filetés sont communs dans les parties qui doivent être vissées - mais les fils extra-longs ne sont pas nécessaires. Le bon sens de l'ingénierie dit que les 3 à 4 premiers threads font la plupart du travail; Les fils plus longs ajoutent simplement du matériau et du temps d'usinage.

Règles de longueur de file:

• Longueur de fil maximale: 3 fois le diamètre du trou. Pour un trou de 10 mm de diamètre, Gardez les fils à 30 mm ou moins.
• Trous aveugles (Sans issue): Ajoutez une section non fidèle en bas (2-3 mm). Cela permet à l'outil de threading CNC terminer le fil sans rester coincé (Réduire les outils cassés par 40%).

Économies de coûts: Raccourcir les fils sur un trou de 50 mm de 50 mm à 30 mm (3× 10 mm de diamètre) sauvé $1.50 par partie pour un lot de 100 (total $150 sauvé).

Conseil 8: Évitez les fonctionnalités trop petites (Ils sont un goulot d'étranglement d'usinage)

Caractéristiques plus petites que la taille minimale de l'outil de la machine CNC provoquent de gros problèmes. La plupart des machines CNC utilisent des outils pas moins que 2,5 mm - des folies plus petites que celles-ci nécessitent (cher) Outils et ralentissez l'usinage.

Que faire à la place:

• Élargir les petites fonctionnalités: Si possible, Caractéristiques de conception à 2,5 mm ou plus. Par exemple, Un trou de 1 mm peut être agrandi à 2,5 mm (Toujours fonctionnel pour la plupart des utilisations).
• Outils spéciaux uniquement si nécessaire: Si vous avez besoin d'une fonctionnalité plus petite (comme un trou de 1 mm pour une petite vis), Attendez-vous à payer 5 $ à 10 $ de plus par pièce (Pour des outils spéciaux) Et attendez 1 à 2 jours supplémentaires.

Exemple: Un horloger voulait des trous de 1,5 mm dans un boîtier de montre en métal. La boutique CNC a utilisé un outil spécial de 1,5 mm, qui a ajouté $8 par cas (contre. $3 pour des trous de 2,5 mm). Pour 50 cas, c'est $250 Extra - Money, ils auraient pu sauver en élargissant légèrement les trous.

Conseil 9: Troupes de conception aux tailles standard (Gagner du temps & Argent)

L'utilisation de tailles de foret standard pour les trous est l'une des façons les plus simples d'optimiser votre conception CAO. Les tailles standard sont plus rapides à la machine (Les magasins CNC ont ces bits à portée de main) et moins cher (Pas besoin d'outils personnalisés).

Règles clés pour les trous:

• Utiliser des tailles standard: Les tailles standard communes incluent 2 mm, 3MM, 4MM, 5MM, 6MM (pour métrique) et 1/8 ”, 1/4", 3/8" (pour impérial).
• Trous non standard: Si vous ne pouvez pas éviter une taille non standard (Par exemple, 2.7MM), Suivez la règle de la profondeur de la cavité: profondeur ≤ 4 × diamètre. Un trou de 2,7 mm ne doit pas être plus profond que 10,8 mm.

Économies de temps: Un trou standard de 4 mm prend 2 À quelques minutes de la machine. Un trou de 4,2 mm non standard prend 5 minutes (Parce que la boutique doit trouver ou commander un bit personnalisé)-économie 3 minutes par trou pour un lot de 100 (5 heures totales).

Conseil 10: Simplifier le texte & Conception de lettres (Ajoutez-les plus tard)

Du texte ou des logos dans votre conception CAO peut sembler bien, Mais ils ajoutent du temps d'usinage inutile. Les machines CNC doivent couper chaque lettre individuellement, qui peut prendre 5 à 15 minutes par pièce (Selon la taille du texte).

Meilleure alternative:

• Ajouter du texte post-traitement: Peinture à la pulvérisation, gravure laser, ou les autocollants sont moins chers et plus rapides. Par exemple:
  • Un logo ajouté via des coûts de peinture par pulvérisation $1 par pièce (contre. $3 pour l'usinage du logo dans la conception CAO).
  • La gravure laser est plus précise que l'usinage (Idéal pour le petit texte) et coûte 2 à 4 $ par pièce.

Exemple: Une marque promotionnelle voulait le «nom de l'entreprise» usiné dans 100 Keychains en aluminium. Usinage le texte ajouté $3 par traie clés ($300 total). Le passage à la gravure laser réduit le coût $2 par traie clés ($200 total) et était prêt 1 jour plus rapide.

Perspective de la technologie Yigu sur la conception CAO d'usinage CNC

À la technologie Yigu, Nous savons que de grandes pièces CNC commencent par de superbes modèles de CAO. Nous travaillons avec les clients pour optimiser leurs conceptions - fixant des murs minces, tolérances de réglage, Et simplifier les fonctionnalités - avant l'usinage commence même. Cette approche proactive permet à nos clients de 15 à 30% sur les coûts et les réductions de délais de 2 à 5 jours. Nous partageons également notre liste de contrôle de conception CAO (basé sur le 10 Conseils ci-dessus) Pour aider les clients à éviter les erreurs courantes. Pour nous, Le design CAD ne consiste pas seulement à dessiner - il s'agit de s'assurer que la pièce est machinable, abordable, et correspond à son but. Que vous conceviez un prototype ou un cycle de production, Nous sommes ici pour transformer votre modèle CAO en une partie parfaite.

FAQ sur CNC Usining CAD Design

1. Quelle est la plus grosse erreur que les nouveaux concepteurs font dans CNC Maching CAD Design?

L'erreur la plus courante est la conception de murs trop minces (en dessous de 0,794 mm pour le métal ou 1,5 mm pour le plastique). Cela conduit à des pièces vibrantes, rupture, et matériau gaspillé. Vérifiez toujours l'épaisseur minimale de paroi de votre matériau avant de finaliser la conception.

2. Puis-je utiliser le même design CAO pour l'usinage CNC et l'impression 3D?

Non - l'usinage CNC et l'impression 3D ont des exigences différentes. Une conception CAO pour l'impression 3D peut avoir des murs minces ou des cavités intérieures complexes que CNC ne peut pas gérer. Par exemple, Une pièce imprimée en 3D avec des murs de 0,8 mm fonctionne, Mais la même conception échouera dans l'usinage CNC. Vous devrez ajuster la conception CAO pour chaque processus.

3. Combien de temps l'optimisation d'une conception CAO économise dans l'usinage?

Optimisation de votre conception CAO (simplifier les fonctionnalités, en utilisant des tailles standard, tolérances de fixation) Économise 20 à 30% sur le temps d'usinage. Par exemple, un lot de 50 parties qui prennent 10 Les heures de machine non optimisées prennent 7 à 8 heures optimisées - déménageant la machine CNC pour d'autres projets.