Si vous êtes un spécialiste des achats ou un ingénieur produit, Vous savez que le choix de la bonne méthode d'usinage peut faire ou casser le coût de votre projet, vitesse, et la qualité. Moulin CNC- une partie centrale de la moderne Usinage CNC- est l'un des processus de fabrication soustractifs les plus polyvalents, utilisé pour tout créer, des supports simples aux pièces aérospatiales complexes. Ce guide décompose l'ensemble du processus de fraisage CNC, des pièces de la machine aux applications du monde réel, Ainsi, vous pouvez prendre des décisions éclairées et éviter les pièges courants.
1. Qu'est-ce que le moulage CNC, Et comment cela a-t-il évolué?
Moulin CNC est un processus de fabrication soustractif où un outil de coupe contrôlé par ordinateur supprime le matériau d'une pièce pour la façonner dans une conception souhaitée. Contrairement au broyage manuel (qui reposait sur les compétences des machinistes et était sujette à des erreurs), CNC (Contrôle numérique de l'ordinateur) fraisage utilise du code préprogrammé pour assurer la précision 0.025 MM - Critique pour des industries comme l'aérospatiale et l'automobile.
Une leçon d'histoire rapide
Avant la révolution industrielle du XVIIIe siècle, La fabrication reposait sur la coulée manuelle - Slow, fastidieux, et sujet aux erreurs. Au 20e siècle, Les machines de fraisage manuelles ont émergé, Mais ils dépendaient toujours du contrôle humain. L'essor de la technologie numérique a tout changé: Les machines de fraisage CNC d'aujourd'hui transforment les conceptions 3D en pièces précises à grande vitesse, avec une intervention humaine minimale.
Exemple du monde réel: Production de pièces automobiles
Un fabricant automobile de premier. Le processus a pris 2 heures par support et avait un 10% taux d'erreur (dépérissement $150 par défaillance). Après avoir basculé à Moulin CNC, Ils ont réduit le temps de production pour 30 minutes par support et réduction des erreurs à 0,5% - sauvant $50,000 annuellement sur les déchets de matériaux.
2. Parties clés d'un broyeur CNC
Pour comprendre comment fonctionne le fraisage CNC, Vous devez connaître ses composants principaux. Tandis que les pièces de machine varient selon le fabricant et le type, Ces six parties se trouvent dans chaque moulin CNC:
- Broche: Maintient l'outil de coupe en place et le tourne à grande vitesse (jusqu'à des milliers de tr / min).
- Panneau de contrôle: L'interface informatique où les opérateurs saisissent les programmes et suivent le processus.
- Colonnes: Le cadre principal qui prend en charge d'autres composants, Assurer la stabilité pendant l'usinage.
- Selle: Attaché aux colonnes, ils tiennent et déplacent le streetbench.
- Soelbench: La surface où la pièce est fixée avec des pinces ou des vices.
- Fondation: La base qui maintient toute la machine stable sur le sol, Empêcher les vibrations.
3. Le flux de travail de fraisage CNC étape par étape
Le broyage CNC n'est pas seulement «en appuyant sur un bouton» - il suit un processus structuré en 4 étapes pour assurer la précision. Voici comment ça marche, avec un véritable exemple d'un fabricant de dispositifs médicaux:
Étape 1: Concevoir un modèle CAO 3D
D'abord, Les ingénieurs créent un modèle 3D de la pièce en utilisant GOUJAT (Conception assistée par ordinateur) logiciel (Par exemple, Solide, Autocad). Chaque caractéristique - des trous aux machines à sous - doit être incluse. Par exemple, Une entreprise de dispositifs médicaux a conçu une vis chirurgicale en titane dans Solidworks, Ajout de détails comme la profondeur du fil et une pointe arrondie.
Étape 2: Convertir la CAD en code G avec CAM
CNC Mills ne peut pas lire directement les fichiers CAO - ils ont besoin Code G (Instructions numériques pour le mouvement des outils). CAME (Fabrication assistée par ordinateur) logiciel (Par exemple, Fusion 360 CAME) convertit le modèle CAO en code g. Pour la vis chirurgicale, Fusion 360 Code généré par la came qui a dit au moulin à quelle vitesse pour faire tourner l'outil et où couper.
Étape 3: Configurer le broyage
Les opérateurs préparent la machine par:
- Sécuriser la pièce (titane, dans l'exemple médical) à l'établi.
- Fixer le bon outil de coupe (un moulin à extrémité à plusieurs flux) à la broche.
- Ajouter du liquide de coupe pour refroidir l'outil et la pièce.
Étape 4: Effectuer le broyage
La machine exécute le code G, Et l'outil de coupe supprime le matériau. Selon le type de moulin, Soit l'outil se déplace, La pièce se déplace, ou les deux. Pour la vis chirurgicale, L'usine CNC à 5 axes a fait tourner la pièce pendant que l'outil coupe les fils - résultant en une partie précise qui répondait aux normes médicales.
4. Terminologie critique de Mison CNC que vous devez savoir
Comprendre ces termes vous aidera à communiquer avec les machinistes et à éviter les malentendus:
- Outil de coupe: La partie détachable qui coupe les matériaux (Par exemple, Fin de finale pour surfaces plates). Choisissez des outils basés sur le matériau de la pièce - l'aluminium a besoin d'un outil différent de l'acier.
- Vitesse (RPM): À quelle vitesse l'outil tourne (mesuré en révolutions par minute). L'aluminium peut être fraisé à 3,000 RPM, Alors que l'acier a besoin de vitesses plus lentes (1,500 RPM) Pour éviter l'usure des outils.
- Alimentation: La distance que l'outil ou la pièce se déplacent par révolution. Un aliment plus élevé (Par exemple, 100 mm / min pour l'aluminium) accélère la production, Mais un aliment inférieur (50 mm / min pour l'acier) assure la précision.
- Profondeur de coupe: Jusqu'où l'outil pénètre la pièce. Une coupe plus profonde (Par exemple, 5 MM) supprime plus de matériel mais peut nécessiter plus de puissance.
- Liquide de coupe: Un liquide qui refroidit l'outil et la pièce, Réduire la friction et prolonger la durée de vie de l'outil.
5. Types de fraisage CNC: 3-Axe vs. 5-Axe
Le nombre d'axes qu'un moulin a détermine ses capacités. Vous trouverez ci-dessous une comparaison des deux types les plus populaires:
| Fonctionnalité | 3-Moulin à axe cnc | 5-Moulin à axe cnc |
| Mouvement des haches | X (gauche / droite), Oui (avant / dos), Z (vers le haut) | X, Oui, Z + 2 haches de rotation (UN, B, ou c) |
| Repositionnement de la pièce | Nécessite un repositionnement manuel | Aucun repositionnement manuel nécessaire |
| Mieux pour | Parties simples (Par exemple, supports, rondelles) | Parties complexes (Par exemple, composants aérospatiaux, outils chirurgicaux) |
| Coût par pièce | $5- 50 $ | $30- 200 $ (60–100% supérieur à 3 axe) |
| Précision | Haut (tolérance: 0.05 MM) | Très haut (tolérance: 0.025 MM) |
| Finition de surface | Bien (Quelques marques d'outils) | Excellent (pas de marques d'outil) |
Exemple: Production de pièces aérospatiales
Une entreprise aérospatiale devait faire une lame de turbine complexe. Un moulin à 3 axes aurait nécessité 3 repositionnement manuel (Risque d'erreur croissant), Mais un moulin à 5 axes a produit la lame en une seule course - sauver 4 heures par partie et améliorer la précision par 50%.
6. Matériaux adaptés au broyage CNC
CNC Milling fonctionne avec 50 Matériaux d'ingénierie. Le tableau ci-dessous met en évidence les options communes et leurs utilisations:
| Type de matériau | Exemples | Propriétés clés | Mieux pour |
| Métaux | Aluminium, acier, titane | Fort, résistant à la chaleur | Pièces automobiles, composants aérospatiaux |
| Plastiques | Abs, Jeter un coup d'œil, polycarbonate | Léger, faible coût | Biens de consommation, dispositifs médicaux |
| Autre | Bois, verre, élastomères | Polyvalent, Facile à machine | Prototypes, pièces décoratives |
Astuce pro pour les spécialistes des achats
Choisissez l'aluminium pour les coûts à faible coût, pièces légères (Par exemple, électronique grand public). Pour les pièces à stress élevé (Par exemple, composants du moteur), Utilisez l'acier ou le titane - même si ils coûtent plus cher, ils durent plus longtemps et réduisent les coûts de maintenance.
7. Avantages et limitations du fraisage CNC
Avantages
- Évolutivité: Fonctionne pour 1 prototypes ou production de masse (10,000+ parties). Les coûts diminuent à mesure que le volume de production augmente - produisant 1,000 Coût des supports 30% moins par unité que la production 100.
- Revirement rapide: L'intégration CAD / CAM coupe les délais. Un prototype qui a pris 1 La semaine avec le fraisage manuel peut être effectué dans 1 jour avec CNC.
- Précision: Des tolérances aussi serrées que 0.025 MM répond aux normes strictes de l'industrie (Par exemple, aérospatial, médical).
- Versatilité: Peut créer des trous, machines à sous, fils de discussion, et surfaces incurvées.
Limites
- Coûts de géométrie complexes: Plus d'élimination des matériaux signifie des coûts plus élevés. Une partie avec des cavités profondes peut coûter 50% plus qu'une simple partie plate.
- Restrictions d'accès à l'outil: Le support de pièce peut bloquer l'outil: repositionnement manuel de requise (Risque de temps et d'erreur croissant).
- Fonctionnalités incomparables: Trous incurvés, bords intérieurs droits, et les murs plus minces que 0.5 MM ne peut pas être brouillé (Utilisez plutôt une coupe laser ou EDM).
- Déchets: La fabrication soustractive produit de la ferraille - 30% de la pièce pour des pièces complexes.
8. Perspective de la technologie Yigu sur le fraisage CNC
À la technologie Yigu, Nous aidons les fabricants à optimiser leurs processus de fraisage CNC. Nous recommandons des usines à 3 axes pour Simple, pièces à volume élevé (Par exemple, supports automobiles) Pour maintenir les coûts bas. Pour des pièces complexes (Par exemple, outils médicaux), 5-Les moulins Axis valent l'investissement - ils réduisent les retouches et améliorent la qualité. Nous conseillons également aux clients d'utiliser des liquides de coupe adaptés à leur matériau (Par exemple, Fluides à base d'huile pour l'acier) pour prolonger la durée de vie de l'outil par 25%. Pour les équipes d'approvisionnement, Le partenariat avec les fournisseurs qui offrent à la fois un moulin à 3 axes et à 5 axes assure la flexibilité de tous les besoins du projet.
FAQ
1. Le broyage CNC peut-il produire des pièces avec des trous incurvés?
Non, CNC Milling ne peut pas créer de trous incurvés - c'est une limitation clé. Pour les trous incurvés, Utilisez des méthodes alternatives comme le forage au laser ou l'usinage de décharge électrique (GED), qui peut gérer les géométries complexes que les moulins ne peuvent pas.
2. Comment choisir entre un moulin à 3 axes et à 5 axes pour mon projet?
Choisissez un moulin à 3 axes si votre pièce est simple (Aucune surfaces incurvées nécessitant des coupes multi-angles) Et vous avez besoin d'un volume élevé à faible coût. Choisissez un moulin à 5 axes si votre pièce est complexe (Par exemple, composants aérospatiaux) et nécessite des tolérances étroites - même si c'est plus cher, Il fait gagner du temps sur le repositionnement et réduit les erreurs.
3. Quel est le matériau le plus rentable pour le moulage CNC?
L'aluminium est l'option la plus rentable pour la plupart des projets. C'est bon marché (à propos $2 par kg), Facile à mouler (Vitesses et flux rapides), et produit moins d'usure d'outils (Coûts de remplacement des outils plus bas). Pour les pièces qui ont besoin de force, l'acier est une bonne alternative - bien qu'il en coûte plus ($5 par kg), C'est plus durable que l'aluminium.