Si vous êtes un designer CAD qui travaille surUsinage CNC parties, De petites erreurs de conception peuvent entraîner de gros problèmes: outils cassés, matériau gaspillé, ou des pièces qui ne correspondent pas. La bonne nouvelle? La plupart des erreurs sont faciles à éviter une fois que vous savez quoi rechercher. Ce guide décompose le 6 Brunders de conception CNC les plus courants, avec de vrais exemples, données, et des correctifs étape par étape pour vous faire gagner du temps, argent, et la frustration.
1. Erreur 1: Concevoir des murs trop minces
Les murs minces peuvent sembler un moyen d'économiser du matériel, mais ils sont un désastre pour l'usinage CNC. Les sections minces vibrent pendant la coupe, casser facilement, ou perdre la précision.
Pourquoi c'est un problème:
Matériaux de faible stiffture (comme l'aluminium) sont particulièrement risqués. Par exemple, un 0.5 La paroi en aluminium mm se tordre ou se fissure lorsqu'un outil de fraisage applique une pression. Même des murs légèrement plus épais (0.6–0,7 mm) peut se déformer, Alors que la vibration de l'outil plie le matériau.
Directives clés pour l'épaisseur de la paroi:
| Matériel | Épaisseur minimale recommandée | Norme industrielle non officielle | Risque d'échec (Si trop mince) |
|---|---|---|---|
| Aluminium (6061) | 0.8 MM | 0.794 MM | 70% (torsion ou craquage) |
| Acier (1018) | 1.0 MM | 0.794 MM | 50% (gauchissement) |
| Plastique (Abs) | 1.2 MM | 0.794 MM | 80% (Merdeuse ou rupture) |
Vrai exemple:
Un concepteur a créé un 0.6 support en aluminium d'épaisseur pour un drone. Pendant le broyage, 9 de 10 Les supports se sont cassés parce que la vibration de l'outil pliait les murs minces. Quand ils ont augmenté l'épaisseur de 0.9 MM, Le taux de réussite a bondi à 98% - et le support pesait encore moins que 5 grammes (Pas de déchets de matériaux supplémentaires).
Comment le réparer:
- Follow the H:T (Hauteur à épaisseur) rapport: Keep wall height no more than 5x its thickness (Par exemple, un 1 mm que la paroi d'épaisseur doit mesurer ≤5 mm de hauteur).
- Si des murs minces sont nécessaires (Par exemple, pour une partie légère), switch to fabrication de tôles instead of CNC machining—it’s cheaper and avoids vibration issues.
2. Erreur 2: Concevoir des fonctionnalités qui ne peuvent pas être usinées
Le logiciel CAD vous permet de dessiner presque toutes les formes, mais les machines CNC ont des limites physiques. L'erreur la plus courante? Conceptiontrous incurvés (des trous qui se plient ou se tournent à travers la pièce).
Pourquoi c'est un problème:
Les outils CNC se déplacent en ligne droites (le long des axes x / z) ou rotations fixes (Axes A / B / C). Ils ne peuvent pas suivre un chemin incurvé pour les trous - le trace de le faire cassera l'outil ou laissera un inégal, trou inutilisable.
Vrai exemple:
Un concepteur de dispositifs médicaux a ajouté un trou incurvé à un boîtier de capteur en acier inoxydable (Pour acheminer les fils). Le moulin CNC n'a pas pu couper la courbe, Alors l'équipe a dû graver 20 prototypes. Ils ont fini par repenser le trou comme deux trous droits reliés par un petit canal - simples pour que le CNC à la machine.
Comment le réparer:
- Évitez les trous incurvés entièrement pour les pièces CNC. Utilisez des trous droits, ou diviser le chemin en plusieurs sections droites.
- If you doit have a curved feature (Par exemple, pour un tuyau personnalisé), utiliser Usinage à décharge électrique (GED) plutôt. EDM utilise des étincelles électriques pour couper des formes complexes - aucun chemin d'outil droit requis.
3. Erreur 3: Tolérances excessives
Tolérances (La variation autorisée de la taille des parties) sont importants pour les pièces d'accouplement (Par exemple, un couvercle qui s'adapte à une boîte). Mais ajouter des tolérances serrées à chaque surface gaspille du temps et de l'argent.
Pourquoi c'est un problème:
- Tolérances étroites (Par exemple, ± 0,001 mm) nécessitent des vitesses de coupe plus lentes, outils spéciaux, et des chèques de qualité supplémentaires - tous augmentent le coût.
- La plupart des machines CNC ne peuvent même pas atteindre des tolérances extrêmement serrées. Par exemple, Un moulin à 3 axes de base a une précision maximale de ± 0,01 mm - une tolérance plus serrée que cela est impossible.
Directives de tolérance par type de machine:
| Type de machine CNC | Précision typique (Tolérance) | Mieux pour |
|---|---|---|
| Moulin à 3 axes de base | ± 0,01 mm | Prototypes, pièces non accouplées |
| Moulin à 5 axes avancé | ± 0,005 mm | Pièces aérospatiales, composants ajustés |
| Tour CNC | ± 0,008 mm | Parties cylindriques (boulons, arbres) |
Comment le réparer:
- Only add tight tolerances to surfaces d'accouplement (Par exemple, Le trou où un boulon s'adapte). Laisser des surfaces non critiques (Par exemple, le bord extérieur d'un support) avec des tolérances lâches ou sans.
- N'attribuez pas de dimensions numériques (comme le rayon ou le diamètre) aux surfaces qui n'ont pas besoin de précision. Par exemple, Une encoche décorative n'a pas besoin d'une tolérance - juste une taille générale.
4. Erreur 4: Concevoir des caractéristiques esthétiques inutiles
C'est tentant d'ajouter des formes complexes (Par exemple, 3D Logos, bords courbes) Pour rendre les pièces belles, mais ces fonctionnalités nécessitent souvent du temps d'usinage supplémentaire et de retrait des matériaux.
Pourquoi c'est un problème:
- Les fonctionnalités esthétiques comme les gravures profondes ou les courbes personnalisées ont besoin d'usinage à 5 axes (plus cher que 3 axe) ou plusieurs modifications d'outils.
- La suppression du matériau supplémentaire pour les looks augmente la ferraille - par exemple, un 1 kg aluminum block might become a 0.5 kg partie avec des coupes inutiles, perdre 10 $ à 20 $ par pièce.
Vrai exemple:
Une marque électronique grand public a ajouté un logo gravé 3D à l'arrière d'un étui de téléphone en aluminium. Le logo requis 2 Modifications d'outil supplémentaires et 15 Minutes de temps d'usinage par cas. Quand ils sont passés àélectropolition (une étape de post-traitement qui lisse la surface) et un logo imprimé simple, Ils ont réduit le temps de production par 25% et sauvé $5 par cas.
Comment le réparer:
- Demander: «Cette fonctionnalité est-elle nécessaire pour la fonction?» Sinon, sauter.
- Utilisez le post-traitement pour l'esthétique: Électropolition (lisser les surfaces), Anodisation (ajoute de la couleur), ou gravure laser (rapide, Logos bon marché) sont meilleurs que l'usinage des formes complexes.
5. Erreur 5: Concevoir des cavités trop profondes
Cavités (sections creuses) sont utiles pour les pièces légères - mais les outils CNC ont une longueur de coupe limitée. Les cavités trop profondes provoquent une défaillance de l'outil ou une mauvaise qualité.
Pourquoi c'est un problème:
- Les outils de fraisage fonctionnent mieux lorsque les cavités sont de 2 à 3 fois le diamètre de l'outil. Par exemple, un 15 L'outil MM peut couper en toute sécurité les cavités pour 35 mm de profondeur (2.3x son diamètre).
- Des cavités plus profondes mènent à:
- Déviation de l'outil: L'outil se plie sous pression, laisser des murs inégaux.
- Accumulation de puces: Les débris sont coincés dans la cavité, gratter la pièce.
- Rupture d'outils: L'outil dépasse trop loin de son support et des clichés.
Vrai exemple:
Un concepteur a créé un 50 mm cavité profonde dans une pièce en plastique en utilisant un 15 outil MM (3.3x Le diamètre de l'outil). L'outil dévié, faire les murs de la cavité 2 mm plus épais d'un côté - en lisant la partie inutile. Ils l'ont corrigé en réduisant la profondeur de la cavité à 35 mm et ajout d'un petit rebord (Aucune perte de fonctionnalité).
Comment le réparer:
- Follow the Règle de diamètre de l'outil: Gardez la profondeur de la cavité ≤3x le diamètre de l'outil.
- Pour des cavités plus profondes:
- Utilisez un porte-outil plus long (pour atteindre le fond sans se pencher).
- Couper de petits incréments (1–2 mm à la fois) Pour réduire le stress des outils.
- Utilisez le liquide de refroidissement à haute pression pour éliminer les copeaux.
6. Erreur 6: Concevoir aucun rayon pour les coins internes
Les outils de fraisage CNC sont cylindriques - ils ne peuvent pas couper les coins internes pointus. La conception d'arêtes vives oblige la machine à utiliser des outils plus petits (Ralentissez, plus cher) ou laisse des coins inégaux.
Pourquoi c'est un problème:
- Un coin interne pointu nécessite un outil avec un petit diamètre (Par exemple, 1 MM) Pour s'intégrer dans le coin. De petits outils coupent lentement et se brisent facilement.
- Même si vous concevez un coin pointu, Le CNC laissera automatiquement un petit rayon (égal au rayon de l'outil)- donc votre pièce ne correspondra pas au design CAO.
Directives du rayon d'angle interne:
| Profondeur de la cavité | Rayon d'angle minimum recommandé | Taille de l'outil nécessaire |
|---|---|---|
| 10 MM | 3 MM (1/3 de profondeur) | 6 outil MM |
| 20 MM | 7 MM (1/3 de profondeur) | 14 outil MM |
| 30 MM | 10 MM (1/3 de profondeur) | 20 outil MM |
Comment le réparer:
- Ajouter un rayon d'angle to all internal corners in your CAD design. Rendre le rayon légèrement plus grand que le rayon de l'outil (Par exemple, un 6 L'outil MM a besoin d'un 3.5 rayon du coin mm).
- Si vous avez besoin d'un bord net (Par exemple, Pour une partie qui s'intègre dans une fente rectangulaire), design an saper (une petite encoche) plutôt. Undercoute a laissé l'outil atteindre le coin sans laisser de rayon.
7. Perspective de la technologie Yigu sur les erreurs de conception CNC
À la technologie Yigu, Nous avons vu chacune de ces erreurs retarder les projets ou gaspiller de l'argent. Le plus gros à emporter? Conception de la fabrication d'abord. Avant de finaliser un modèle CAO, demander: Une machine CNC peut-elle réellement couper cela? Cette tolérance est-elle nécessaire? De petits ajustements - comme l'ajout d'un rayon d'angle ou la simplification d'un trou incurvé - le temps de temps et éviter les retravailleurs. Nous travaillons souvent avec des concepteurs dès le début pour examiner les plans, Prendre des problèmes avant de devenir des problèmes coûteux. En alignant la conception avec les capacités CNC, Vous obtiendrez des pièces qui fonctionnent bien la première fois.
8. FAQ: Questions de conception CNC communes
T1: Quel est le mur le plus mince que je peux concevoir en toute sécurité pour les pièces en aluminium CNC?
S'en tenir à un minimum de 0.8 MM pour l'aluminium (6061). Murs plus minces (0.6 mm ou moins) Va vibrer et se casser pendant l'usinage. Si tu as besoin de quelque chose de plus mince, Utiliser la tôle à la place.
T2: Puis-je utiliser EDM pour toutes les fonctionnalités impossibles à machine?
EDM fonctionne pour des formes complexes comme des trous incurvés ou des coins internes pointus, Mais c'est plus lent et plus cher que CNC. Utilisez EDM uniquement lorsque CNC est impossible - pour la plupart des pièces, Simplifier la conception (Par exemple, trous droits) est meilleur.
T3: Dois-je ajouter des tolérances à chaque surface de ma partie CNC?
Non! Ajoutez uniquement des tolérances étroites aux surfaces d'accouplement (Par exemple, trous pour boulons). Surfaces non critiques (Par exemple, le haut d'un support) peut avoir des tolérances lâches ou aucune tolérance du tout - cela réduit le temps d'usinage et le coût.