Lors de la conception et de la fabrication de nouvelles pièces, de nombreux facteurs doivent être pris en compte pour faire du projet un succès. L'entreprise espère que les nouvelles pièces pourront être conçues et fabriquées aussi efficacement que possible pour maintenir des coûts de production optimaux. Pour y parvenir, les concepteurs doivent optimiser le modèle numérique du nouveau centre d'usinage et du tour pour usiner les pièces.
Chaque pièce a des caractéristiques essentielles à son fonctionnement, mais d'autres aspects de la conception peuvent devoir être simplifiés ou omis. Dans certains cas, les concepteurs incluent des caractéristiques inutiles et des figures géométriques par habitude ou parce qu'ils ne réalisent pas comment cela affectera la complexité de la production. Cet article se penchera sur ces problèmes et sur la façon dont les concepteurs de pièces peuvent simplifier la fabrication en optimisant les conceptions de fraisage et de tournage CNC.
Problèmes de conception potentiels
Les machines CNC fabriquent une large gamme de pièces, des jouets en plastique aux composants de trains d'atterrissage d'avions. Les entreprises utilisent l'usinage CNC pour la fabrication car il leur permet de créer des géométries et des formes complexes de manière précise. Cependant, différentes machines et outils ont certaines limites, ce qui peut surprendre les concepteurs s'ils ne sont pas préparés.
Les outils de fraisage CNC ont une conception cylindrique comme les forets, et leur forme limite les formes géométriques qu'ils créent. Les concepteurs qui utilisent de gros outils pour créer des angles vifs peuvent obtenir des commentaires de conception pour la fabrication (DFM) indiquant que la fonction n'est pas manufacturable telle qu'elle a été conçue.
Lors de l'usinage de pièces, les outils de fraisage ont également des limitations de profondeur et de direction. Les concepteurs qui créent des géométries internes trop complexes peuvent marquer leurs pièces comme des erreurs DFM.
Les outils des tours CNC ne peuvent fonctionner que dans une plage de mouvement spécifique. Pour les pièces aux géométries plus complexes, l'atelier d'usinage utilisera des tours avec des outils motorisés ou des opérations d'usinage multiples.
Pour éviter de tels problèmes, veuillez optimiser la conception pour améliorer l'efficacité de la fabrication.
Sept clés pour optimiser la conception de fraisage et de tournage CNC
Les concepteurs doivent tenir compte des sept points suivants pour s'assurer que la conception a la meilleure compatibilité avec le fraisage CNC et les tours avant de la soumettre à la fabrication :
Intégrez vos paramètres d'outil et d'artefact
Chaque fois qu'une machine CNC nécessite un nouvel outil ou qu'un machiniste doit repositionner la pièce dans le support de pièce ou la fraiseuse, la production ralentit. Bien que ce temps supplémentaire puisse ne pas être un problème lors de la production de pièces prototypes limitées, il peut finir par dépenser beaucoup de temps et d'argent dans le processus de production en série.
Limiter la profondeur de la cavité
Le concepteur doit limiter la profondeur de la cavité à quatre fois le diamètre de l'outil de coupe. Plus la profondeur est grande, plus le temps et le coût requis pour des outils spéciaux ou des processus plus coûteux sont importants. Éviter les coins intérieurs pointus
L'outil de fraisage laissera un congé dans la cavité égal au diamètre de l'outil. Des outils plus petits peuvent réduire ces diamètres, mais cela augmente le temps nécessaire à l'usinage. Pour l'efficacité de la fabrication, il est préférable de concevoir des coins intérieurs arrondis avec un plus grand rayon pour minimiser le nombre de changements d'outils.
Utiliser des tolérances standard dans la mesure du possible
Il est préférable de limiter le nombre de tolérances strictes dans la conception et de ne spécifier que celles requises pour les fonctionnalités clés. Chaque tolérance unique spécifiée dans la conception augmente le temps et le coût de fabrication.
Combinez des trous de taille standard
Les caractéristiques non standard, telles que les trous de moins de 2,5 mm de diamètre, augmenteront le temps nécessaire à la fabrication des pièces. Si possible, il est préférable d'utiliser des trous de taille standard pour réduire le temps et les coûts de conception (à moins que des fonctionnalités non standard ne soient requises).
Éviter autant que possible les parois minces
Afin d'éviter les problèmes de vibrations et d'intégrité lors du traitement des pièces, veuillez éviter les cavités séparées par des parois minces. Les parois métalliques sont plus minces que 0,8 mm, les plastiques sont plus minces que 1,5 mm et la vitesse de traitement est plus lente, ce qui réduit la précision et augmente le temps de production.
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Gardez les trous filetés peu profonds
L'atelier d'usinage a trouvé que les trous filetés étaient difficiles, les concepteurs doivent donc minimiser leur utilisation. Lorsque des trous filetés sont nécessaires, maintenez la longueur du filetage au minimum. Le boulon n'a besoin que de trois tours pour le maintenir fermement, et une vis plus profonde augmentera le risque de casse du taraud pendant le traitement.
Vous pouvez également aider à optimiser les conceptions de fraisage et de tournage CNC en choisissant judicieusement les matériaux. Les propriétés du matériau, telles que la dureté et le poids, doivent être équilibrées avec sa maniabilité. Par exemple, l'atelier d'usinage peut couper l'aluminium plus rapidement que les métaux plus durs, ce qui en fait un choix plus efficace. Cependant, selon l'application de la pièce, l'aluminium peut ne pas être le meilleur choix.
Un atelier d'usinage certifié peut vous conseiller sur les décisions de conception et optimiser les pièces pour l'usinage CNC.
Que pouvez-vous attendre de votre atelier mécanique pour aider à l'optimisation de la conception
L'atelier d'usinage CNC souhaite que la conception soit aussi réussie que ses clients. Ils utilisent des outils d'automatisation et une expertise de fabrication pour aider à l'optimisation de la conception :
Commentaires DFM : un atelier d'usinage réputé vous fournira des commentaires sur la conception de la fabrication, en mettant en évidence les zones problématiques de la pièce qui sont difficiles à fabriquer. La consultation de vos fournisseurs vous aidera à prendre de meilleures décisions pour équilibrer vos priorités de conception et vos coûts de fabrication.
Système de commande de pièces en ligne : De nombreux ateliers d'usinage utilisent désormais des systèmes de demande de pièces en ligne pour leurs clients. Le client télécharge le modèle CAO dans le système d'évaluation, qui fournira un retour immédiat sur la fabricabilité de la pièce. Si le magasin trouve un problème avec la conception, ou si les pièces sont acceptables, le client peut apporter des modifications et terminer la commande. Cette méthode permet de gagner beaucoup de temps par rapport à l'ancien et plus traditionnel processus de demande de pièces papier. De plus, le système d'évaluation automatique signalera les problèmes que le concepteur peut corriger avant de soumettre la pièce à la production.
Représentants en ingénierie : Certains ateliers de mécanique font appel à des représentants commerciaux ayant des connaissances en ingénierie pour aider leurs clients à faire les meilleurs choix de conception. Vous pouvez optimiser votre conception en répondant à des questions clés avant de soumettre des pièces à la production, de la sélection des matériaux aux exigences de documentation.
