Usinage d'un modèle de prototype de trou carré avec CNC: Un guide étape par étape

Si vous êtes un ingénieur de produits ou un professionnel des achats qui travaille sur des pièces qui nécessitent un raccord précis, comme les supports, enclos, ou composants de montage -Usinage d'un modèle de prototype de trou carré avec CNC est une compétence que vous utiliserez souvent. Les trous carrés sont plus difficiles à machine que les ronds, car ils nécessitent des chemins d'outils précis et un contrôle des paramètres pour éviter les bords inégaux ou les erreurs de dimension. Ce guide décompose chaque étape clé, De la conception au contrôle de la qualité, avec de vrais cas et données pour vous aider à obtenir des prototypes de trou carré parfaits à chaque fois.

1. Pourquoi CNC est le meilleur choix pour l'usinage du prototype de trous carrés

Avant de plonger dans le processus, Clarifions pourquoi CNC se démarque des prototypes de trous carrés:

• Haute précision: Les machines CNC atteignent une précision dimensionnelle de ± 0,01-0,05 mm, critique pour les trous carrés qui doivent s'adapter avec d'autres pièces (Par exemple, une cheville carrée ou une fixation).
• Répétabilité: Une fois programmé, Les machines CNC produisent des trous carrés identiques à travers plusieurs prototypes - aucun résultat plus incohérent de l'usinage manuel.
• Flexibilité: CNC peut machine les trous carrés dans une gamme de matériaux (plastiques, métaux, composites) et ajuster pour différentes tailles (de 5 mm x 5 mm à 100 mm x 100 mm).

Étude de cas: Un fabricant de matériel a utilisé une fois un broyage manuel pour fabriquer des prototypes de trous carrés. 30% des trous avaient des côtés inégaux (Off de 0,2 mm), conduisant à des ajustements lâches pendant l'assemblage. Le passage à CNC a réduit les erreurs à ± 0,03 mm, Et tous les prototypes ont passé des tests d'ajustement lors du premier essai.

2. Étape 1: Conception & Programmation pour les prototypes de trous carrés

Le succès de Usinage d'un modèle de prototype de trou carré avec CNC commence par une conception et une programmation solides. Sauter ces étapes, Et vous vous retrouverez avec des trous défectueux.

2.1 3D Modélisation avec un logiciel CAO

Utilisez des outils CAO comme SolidWorks, Autocad, ou fusion 360 Pour concevoir votre prototype. Concentrez-vous sur ces détails clés pour les trous carrés:

• Taille & Tolérance: Définissez clairement la longueur latérale du trou carré (Par exemple, 10mm x 10 mm) et tolérance (Par exemple, ± 0,05 mm pour les pièces industrielles).
• Rayon d'angle: Évitez les coins tranchants de 90 ° - Ajouter un rayon de 0,5 à 1 mm. Les coins pointus sont difficiles à machine (Les outils ne peuvent pas atteindre le coin exact) et sujet à la fissuration dans les matériaux cassants (comme l'aluminium).
• Positionnement: Marquez l'emplacement du trou carré par rapport aux autres fonctionnalités (Par exemple, 20mm du bord du prototype) pour assurer l'alignement pendant l'assemblage.

2.2 Programmation de came: Transformer la conception en code CNC

Convertissez votre modèle 3D en Code G lisible par machine à l'aide du logiciel CAM (Mastercam, Gibbscam, ou fusion 360). Portez une attention particulière à ces paramètres pour les trous carrés:

Pour la pointe: Testez votre code G avec un outil de simulation (La plupart des logiciels CAM ont cette fonctionnalité). Une startup a une fois sauté une fois de simulation et programmé un chemin d'outils qui a coupé trop profondé $200 prototype en aluminium. La simulation aurait attrapé l'erreur.

3. Étape 2: Sélection du matériau pour les prototypes de trou carré

Choisissez un matériau qui correspond à l'utilisation prévue de votre prototype. Le mauvais matériau peut rendre l'usinage des trous carrés plus fort (Par exemple, Les matériaux cassants se fissurent facilement) ou conduire à de mauvaises performances. Voici une ventilation des meilleures options:

Exemple: Une entreprise d'électronique grand public avait besoin d'un prototype de trou carré pour une enceinte en plastique. Ils ont choisi ABS - Machining était rapide (30 minutes par prototype), Et les trous avaient des bords lisses sans fonte.

4. Étape 3: Installation & Fixation pour éviter les erreurs d'usinage

Même le meilleur programme échoue si le matériau se déplace pendant l'usinage. Suivez ces étapes pour sécuriser votre prototype vide:

4.1 Préparer le matériau vide

Coupez la matière première en un blanc de 5 à 10 mm plus grand que votre prototype final. Par exemple, Si votre prototype est de 80 mm x 60 mm x 10 mm avec un trou carré de 10 mm x 10 mm, Utilisez un blanc de 85 mm x 65 mm x 12 mm. Ce matériau supplémentaire donne à la Machine Room de CNC pour couper à la taille finale.

4.2 Fixez le blanc à la machine CNC

Utilisez des luminaires qui maintiennent fermement le matériau sans l'endommager:

• Chucks de l'aspirateur: Meilleur pour plat, matériaux minces (Par exemple, 2feuilles de PC d'épaisseur mm). Ils distribuent uniformément la pression, Empêcher la déformation.
• Crampes à mâchoires souples: Idéal pour les matériaux plus épais (Par exemple, 10blocs en aluminium MM). Tapisser les mâchoires avec du caoutchouc pour éviter de gratter le matériau.
• Appareils en T-Bolt: Utiliser pour les prototypes lourds (Par exemple, pièces en acier inoxydable de plus de 500 g). Serrer les boulons uniformément pour éviter de déplacer.

4.3 Zéro machine

Zéro la machine CNC pour aligner le système de coordonnées du programme avec le blanc:

1. Utilisez une sonde tactile pour trouver le X Blank, Y, et z origines.
2. Réglez le zéro Z (Distance de l'outil à la surface vide) soigneusement - trop élevé, Et l'outil ne coupera pas; trop bas, Et ça va couper trop profondément.
3. Vérifier le zéro avec une mesure manuelle (Utilisez un étrier pour confirmer les lectures de la sonde).

5. Étape 4: Brouillage & Finition pour les trous carrés

L'usinage CNC pour les trous carrés a deux étapes, ce qui se trouve, finition pour affiner. Chaque étape a des objectifs spécifiques pour équilibrer la vitesse et la précision.

5.1 Brouillage: Retirer rapidement l'excès de matériau

Le bravo consiste à éliminer la plupart du matériau à l'intérieur du trou carré (70-80% du volume total) Tout en gardant l'outil utile.

• Paramètres: Suivez la vitesse de coupe et le taux d'alimentation du programme CAM (Par exemple, 150 vitesse m / min, 80 Feed mm / min pour les abdos).
• Chemin d'outils: Pour les petits trous (≤20 mm x 20 mm), Utilisez un broyage en spirale - démarrez au centre et coupé vers l'extérieur en spirale sur les bords du carré. Pour de grands trous (>20mm x 20mm), Utilisez un moulage en zigzag pour éliminer les matériaux en couches.
• But: Laissez une «indemnité d'usinage» de 0,1-0,3 mm pour la finition - cela vous permet de corriger les petites erreurs de l'évacuation.

5.2 Finition: Atteindre un lisse, Bords précis

La finition est l'endroit où le trou carré obtient sa forme finale et sa qualité de surface. Ralentir et se concentrer sur la précision:

• Paramètres: Réduire la vitesse de coupe par 10-20% (Par exemple, depuis 150 m / min à 120 m / min pour les abdos) et le taux d'alimentation par 20-30% (Par exemple, depuis 80 mm / min à 56 mm / min) Pour éviter un bavardage d'outils.
• Chemin d'outils: Utilisez un chemin de «fraisage de contour» - Cut le long des bords du carré (y compris les rayons d'angle) pour lisser les surfaces rugueuses.
• But: Précision dimensionnelle de ± 0,03-0,05 mm et rugosité de surface de RA 0.8-1.6 μm (assez lisse pour la plupart des besoins ajustés).

Étude de cas: Un fabricant de pièces mécaniques a précipité la phase de finition pour les trous carrés en aluminium. Les bords avaient un RA brut 3.2 μm Surface, Et le trou était 0,1 mm plus petit que conçu. Après avoir ralenti la fréquence d'alimentation et ajouté une passe de contour, la surface s'est améliorée en ra 1.2 μm, Et la taille du trou était parfaite.

6. Étape 5: Post-traitement & Contrôle de qualité

Ne sautez pas ces dernières étapes - ils s'assurent que votre prototype de trou carré fonctionne comme prévu.

6.1 Post-traitement

• Débarquant: Utilisez un outil de déborrement ou un papier de verre à 400 grilles pour éliminer les bords tranchants autour du trou carré. Les bavures pointues peuvent couper les mains pendant l'assemblage ou éviter un ajustement approprié.
• Nettoyage: Essuyez le prototype avec de l'alcool isopropylique (pour les plastiques) ou un dégraissant (pour les métaux) Pour éliminer le liquide de coupe ou la poussière.
• Revêtement (Facultatif): Pour les prototypes métalliques, Ajouter un revêtement de zinc (empêche la rouille) ou anodisation (améliore la résistance à l'usure). Pour les plastiques, Ajouter une finition mate si nécessaire pour l'esthétique.

6.2 Contrôle de qualité

Testez votre prototype de trou carré à ces trois critères:

1. Chèque dimensionnel: Utilisez un étrier pour mesurer la longueur latérale du trou carré et une machine de mesure de coordonnées (Cmm) Pour vérifier sa position (Par exemple, distance entre le bord).
2. Inspection de surface: Vérifiez les taches rugueuses ou les bords inégaux - Utilisez un profilomètre pour confirmer la rugosité de la surface (viser RA ≤ 1.6 μm).
3. Test d'ajustement: Insérer un composant carré correspondant (Par exemple, une cheville carrée de 10 mm x 10 mm) dans le trou. Il doit s'adapter parfaitement sans lacune ni mouvement forcé.

Vue de la technologie Yigu sur l'usinage d'un modèle de prototype de trou carré avec CNC

À la technologie Yigu, Nous avons aidé 300+ Maître des clients Usinage d'un modèle de prototype de trou carré avec CNC. Nous pensons que le plus grand défi est l'usinage d'angle - de nombreuses équipes ignorent la conception du rayon, conduisant à des dommages causés par l'outil ou des coins inégaux. Notre solution: Modèles de CAO personnalisés avec des rayons d'angle et des chemins d'outils de came prédéfinis optimisés pour les trous carrés. Nous fournissons également des guides de correspondance de matériaux (Par exemple, outils en carbure pour l'aluminium, HSS pour les abdos) Pour réduire l'usure des outils. Cela réduit les taux de défaut prototypes par 35% et garantit que les trous carrés rencontrent même des tolérances étroites (± 0,03 mm).

FAQ

1. Combien de temps faut-il pour machine un prototype de trou carré avec CNC?

Cela dépend de la taille et du matériau: Un petit trou de 10 mm x 10 mm en ABS prend 15-20 minutes (brouillage + finition). Un grand trou de 50 mm x 50 mm en aluminium prend 30-40 minutes.

2. Les trous carrés de machine CNC peuvent-ils un rayon d'angle?

Ce n'est pas recommandé. Les outils CNC ont une pointe ronde (Même de petits conseils de 0,1 mm), Ils ne peuvent donc pas couper les coins tranchants de 90 °. Un rayon de 0,5 à 1 mm est la plus petite option pratique - et elle renforce également le trou (Les coins pointus se fissurent facilement).

3. Quelle est l'erreur la plus courante lors de l'usinage des prototypes de trous carrés avec CNC?

Mauvaise programmation du chemin d'outil. Par exemple, L'utilisation d'un chemin en ligne droite au lieu de spiral / zig-zag pour brouiller entraîne une élimination inégale des matériaux et un bavardage d'outils. Utilisez toujours un logiciel CAM optimisé pour les trous carrés et testez le chemin avec simulation.