Connaissance des congés dans l'usinage CNC

Les pièces métalliques nouvellement traitées peuvent se retrouver avec des bords plus tranchants que prévu par l'utilisateur final, à moins que la conception ne rende ces bords tranchants lisses. Les congés et les chanfreins sont généralement ajoutés aux modèles solides pour leur donner une belle apparence et éliminer les arêtes vives et les coins. De nombreux ingénieurs utilisent facilement ces fonctionnalités dans leurs modèles CAO pour améliorer les fonctionnalités et améliorer la conception. Pour créer une rupture de bord, la conception doit incorporer des bords inclinés ou biseautés et des coins arrondis appelés congés.

Qu'est-ce qu'un congé ?

En génie mécanique, les machinistes désignent les coins arrondis comme des pièces circulaires conçues à l'intérieur ou à l'extérieur des bords.

Il existe trois types de mécanique de congé :le congé chanfreiné, le congé concave et le congé convexe. À l'intérieur, les filets sont concaves, tandis qu'à l'extérieur, ils sont convexes. Les ingénieurs utilisent des congés pour réduire les contraintes sur les pièces. Par conséquent, le congé aide à répartir la contrainte sur la plus grande surface et à empêcher la partie contrainte de se déformer rapidement.

Lorsque la conception doit éliminer les arêtes vives et une faible concentration de contraintes, l'ingénierie des congés est le meilleur choix pour les machinistes.

Un congé est une arête ou un coin circulaire d'une pièce. Les congés aident à réduire les contraintes et à les répartir sur une plus grande surface, améliorant ainsi la capacité de charge et aidant à prévenir la déformation rapide des pièces sous pression. Le congé concave est situé à l'intérieur de la pièce, tandis que le congé convexe est situé à l'extérieur. Par exemple, lorsqu'un mur vertical rencontre une surface inclinée dans une pièce, un congé peut également créer une transition entre les fonctions.

Congés et autres caractéristiques de conception

Les congés sont facilement confondus avec d'autres caractéristiques de conception telles que le rayon de congé, le chanfrein et le biseau. Toutes ces caractéristiques créent une conception similaire dans laquelle les arêtes vives sont cassées d'une manière ou d'une autre. Le congé est une fonction de rupture d'arête vive qui ajoute un rayon concave ou convexe au coin intérieur d'une pièce. Les congés sont différents des chanfreins et des biseaux car ils n'ont pas de rayon. Le chanfrein est généralement un angle de 45 degrés ajouté au bord de conception de la fonction. Et la pente est une pente d'un bord horizontal ou vertical. Le rayon du congé fait circuler le coin intérieur de la pièce fabriquée et le rayon du congé fait circuler le coin extérieur de la pièce fabriquée.

Utilisations non bénéfiques des filets

1. Ne concevez pas de congés pour les pièces imprimées en 3D

Étant donné que l'impression 3D est un processus additif, il n'est pas nécessaire de supposer que l'outil doit se déplacer autour de la pièce et enlever de la matière pour concevoir la pièce, et le concepteur peut utiliser plus librement une géométrie complexe et inhabituelle. Des congés sont parfois ajoutés dans des zones où la géométrie change radicalement pour éliminer les contraintes, mais ils sont rarement nécessaires. Les poches et les éléments internes de l'unité d'impression peuvent être inclinés ou pointus, et vous pouvez même avoir une cavité complètement entourée par le matériau environnant !

2. Ne concevez pas de congés pour le bord inférieur

Arrondir le bord inférieur d'une rainure, d'une paroi, d'un trou borgne ou d'un élément de bossage peut être utilisé pour améliorer l'esthétique de la pièce ou augmenter la résistance de l'élément (en réduisant la concentration de contraintes). Cependant, les coins arrondis à ces endroits nécessitent l'utilisation de fraises à billes et rendront toujours votre pièce plus chère que les éléments inférieurs. En effet, la programmation d'une telle géométrie nécessite généralement une opération d'usinage 3D (nécessite un temps de connexion plus long). De plus, les fraises sphériques sont intrinsèquement plus fragiles que les fraises carrées et doivent être traitées à une vitesse plus lente.

Il a été prouvé que les modifications d'autres caractéristiques géométriques, telles que la profondeur du trou ou la proximité du trou avec d'autres caractéristiques d'enlèvement de volume, ont un impact plus important sur la contrainte au fond du trou ou de la cavité que le congé au niveau fond. De plus, les changements de conception qui modifient ces caractéristiques seront plus rentables que l'ajout de congés complexes au fond de la cavité.

Utilisation optimale des congés

Bord de la pièce

Pour éviter les accidents lors de la manipulation et de l'inspection, il est plus sûr de casser tous les bords de la conception de la pièce. Cependant, le chanfreinage n'est pas toujours le meilleur choix pour les arêtes des pièces. Les arêtes vives peuvent provoquer des blessures lors de la manipulation. Par conséquent, dans ce cas, vous devrez peut-être sélectionner un congé.

Lors de la conception de pièces avec finition, c'est un bon moyen pour la CNC d'arrondir les bords de ces zones, afin que l'apparence de vos pièces puisse être intégrée de manière transparente sans transition brutale. Étant donné que les congés cosmétiques ne fournissent pas de propriétés mécaniques ou de résistance, vous devez ajouter des congés cosmétiques après avoir déterminé la géométrie restante. Cependant, ces fonctions doivent être utilisées avec prudence car elles affectent le coût des composants usinés.

Bords internes entre murs verticaux

Pour couper par rotation à grande vitesse, tous les outils CNC sont circulaires et axisymétriques, il est donc impossible de couper un angle carré entre deux parois verticales. Tout bord où deux murs verticaux se croisent à un angle inférieur à 180 ° doit être arrondi.

Bords internes entre surfaces inclinées/organiques

Comme dans le premier cas de cette section, des coins arrondis sont également requis pour les bords inférieurs à 180° entre les surfaces angulaires ou organiques. Si ces bords ne sont pas complètement verticaux, ils seront coupés avec une fraise à bout sphérique, et le rayon de l'outil est la taille de congé minimale qui peut être laissée entre les surfaces.

Mur vertical + biseau / surface incurvée / surface organique

Dans la combinaison des premier et deuxième cas, lorsque le mur vertical de votre pièce rencontre la surface inclinée, courbe ou organique en dessous, vous devez inclure des congés.

Conclusion

Les congés dans la fabrication sont destinés à arrondir les arêtes vives ou les coins.

Le congé est traité à l'aide d'un outil de congé CNC ou d'un outil de congé similaire, qui forme un cercle convexe ou concave à l'intersection de deux surfaces.

Un congé est une surface circulaire et un chanfrein est une surface plane. Les deux sont entre les intersections des deux surfaces.

Les congés offrent un meilleur soulagement de la concentration des contraintes que les chanfreins.

Bien que les congés puissent augmenter une surface de section négligeable, leur principal avantage est qu'ils réduisent la concentration de contraintes dans la zone sur laquelle ils sont appliqués.