Conception CAO pour usinage CNC : guide complet pour concepteurs de produits

Les machines à commande numérique par ordinateur (CNC) — qui utilisent un outil cylindrique rotatif pour créer des coupes dans une pièce de manière autonome — ont complètement révolutionné l'industrie manufacturière. Cette technologie de fabrication élimine l'erreur humaine commune dans les technologies de fabrication conventionnelles. Elle offre aussi une plus grande exactitude et précision et une vitesse de production plus élevée.

Mais lors de la fabrication avec des machines CNC, vous ne commencez pas simplement à couper les pièces tout de suite. Les concepteurs de produits doivent d'abord concevoir leur modèle sur un logiciel de conception assistée par ordinateur (CAO). Et pour créer un design CAO 3D précis et efficace pour les machines CNC, vous devez connaître quelques conseils essentiels de conception CAO pour CNC.

Cet article présente des conseils utiles pour la conception CAO CNC. Nous couvrirons quelques règles de conception pour créer des cavités, arêtes intérieures, trous, texte et parois. Nous expliquerons aussi le processus de préparation des designs 3D pour le fraisage CNC.

5 règles pour la conception CAO CNC

Le processus d'usinage CNC est soustractif — il enlève des portions de matériau d'une pièce pour former le produit désiré. Cette nature soustractive cause certaines restrictions dans le type de caractéristiques que vous pouvez usiner.

Par exemple, il est presque toujours impossible d'usiner des surfaces inaccessibles par l'outil de coupe. Et même après avoir trouvé des outils de coupe spécialisés capables d'accéder à ces surfaces, vous ferez probablement face au défi d'atteindre une épaisseur de paroi et des tailles de cavité désirables. Cependant, vous pouvez prévenir ces défis en adhérant aux conseils suivants pendant la phase de dessin assisté par ordinateur de votre processus de développement de produit.

#1 Conception des cavités

Les outils fraise bout (utilisés en fraisage CNC de cavités) ont généralement une longueur de coupe d'environ 3 à 4 fois leur diamètre. En tant que tel, nous recommandons de concevoir la profondeur de cavité pour être au maximum quatre fois la largeur de la cavité. Cela aide à prévenir les inexactitudes d'usinage causées par la déflexion et la vibration de l'outil.

Cependant, si la fonctionnalité de votre design nécessite une plus grande profondeur, vous pourriez envisager d'utiliser un outillage spécialisé pour créer vos cavités.

En savoir plus sur les différents types d'outils de coupe CNC.

#2 Conception des arêtes intérieures

À cause de la nature soustractive des machines CNC, elles créent des coins arrondis (ou congés) entre les arêtes intérieures d'une cavité. Les concepteurs de produits prennent en compte ces coins arrondis en incluant une dimension de rayon d'angle interne à chaque arête interne dans leur dessin CAO.

La dimension du rayon d'angle interne dépend de la taille des outils fraise bout disponibles qui répondent à l'exigence de profondeur de cavité mentionnée plus tôt. De plus, nous recommandons de concevoir votre rayon d'angle interne pour être d'au moins un tiers de la profondeur de la cavité.

Cependant, supposons que la fonctionnalité de votre design nécessite des rayons d'angle internes plus petits (ou un angle vif de 90°). Dans ce cas, nous recommandons d'inclure un sous-coupe en T (T-bone undercut) au lieu de réduire le rayon d'angle dans votre modèle CAO.

#3 Conception des trous

Les ateliers d'usinage CNC créent généralement des trous en utilisant des forets. Ces forets viennent en tailles standards (ou diamètres), allant de 0,5 mm à 38 mm. Nous recommandons de concevoir vos trous pour avoir une dimension similaire à l'une des tailles de foret standards. Cela élimine le besoin d'outillage additionnel, menant à des coûts de fabrication moindres.

Cependant, si la fonctionnalité de votre design nécessite des trous avec des diamètres non standards, alors un machiniste créera ces caractéristiques de trous en utilisant un outil fraise bout. Par conséquent, les mêmes exigences que nous avons mentionnées pour la conception des cavités s'appliquent ici aussi.

#4 Conception des parois

Vous devez porter une attention particulière à l'épaisseur de paroi lors de la conception de parois pour la fabrication CNC. C'est parce que les parois minces sont généralement difficiles à fabriquer avec précision à cause des vibrations de l'usinage.

Nous recommandons de concevoir les parois pour avoir une épaisseur minimale de 0,8 mm pour les pièces métalliques et 1,6 mm pour les plastiques. L'exigence d'épaisseur de paroi plus élevée pour les plastiques est due au fait qu'ils sont plus sujets au ramollissement et à la déformation que les métaux pendant les opérations d'usinage.

#5 Conception du texte et lettrage

Les textes et lettrages sont assez simples à réaliser avec l'usinage CNC. Une chose à noter, cependant : il est plus rentable de concevoir des pièces avec du texte gravé au lieu de texte en relief. C'est parce que la machine CNC enlève moins de matière pour obtenir du texte gravé que du texte en relief.

De plus, nous recommandons d'utiliser des polices sans empattement (Sans-serif fonts comme Arial, Avenir, Verdana) avec une taille de police supérieure à 22 points lors de la conception de pièces avec texte et lettrage.

Article connexe : Comment résoudre vos défis de conception de produit avec la fabrication soustractive

Préparer votre modèle de conception CAO CNC pour l'usinage CNC

Les règles de conception CAO CNC aident à atteindre des modèles CAO 3D optimisés, permettant à tout atelier d'usinage CNC de créer vos pièces avec précision et rentabilité. Cependant, la machine CNC ne comprend pas ces modèles 3D. Par conséquent, vous devez convertir ces modèles dans un format compatible avec la machine CNC.

Un format acceptable pour les machines CNC est le format de fichier dxf. La plupart des logiciels CAO vous permettent d'enregistrer votre fichier en format dxf, qui peut ensuite être importé dans un programme FAO et converti en langage de programmation CNC (aussi appelé G-code). Le G-code automatise ensuite l'opération de l'outil de coupe et de la pièce pour créer votre produit.

Services de fabrication CNC : Gensun peut aider

Cet article a présenté des conseils de conception essentiels pour vous aider à obtenir des résultats désirables avec l'usinage CNC. Cependant, beaucoup de choses peuvent encore mal tourner si vous travaillez avec le mauvais atelier d'usinage CNC. Vous voulez travailler avec un atelier qui a des machinistes CNC hautement qualifiés, des ingénieurs et des experts en contrôle qualité.

Gensun Precision Machining est un fournisseur leader de services de fabrication CNC en Asie. Nous sommes en activité depuis près de deux décennies, fournissant des services d'usinage CNC de haute qualité à des clients dans une large gamme d'industries. Notre équipe d'ingénieurs, machinistes et experts en contrôle qualité hautement qualifiés travaille avec vous, assurant que vous obtenez votre produit fait correctement du premier coup.

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