Directives DFM pour l'usinage CNC
Lignes directrices de conception pour l'usinage CNC
Pour aider les concepteurs de produits à mieux équilibrer la fabricabilité et la rentabilité, ce guide de conception décrit les principes clés et les pratiques courantes de l'usinage CNC.
Chanfrein
Les chanfreins non modélisés ou plus petits que C0.5 dans les fichiers 3D sont généralement traités comme C0.1–0.5 par défaut.
Pour les chanfreins supérieurs à C0.5, veuillez les modéliser explicitement pour garantir une tarification et un traitement précis.
Trou suspendu
Les traitements de surface tels que l'anodisation ou le zingage blanc trivalent nécessitent que les pièces soient suspendues dans des fluides de traitement.
Pour assurer une bonne manipulation, votre modèle doit comporter au moins deux trous de levage conçus comme suit :
Trou traversant ≥ Φ3.5 mm (tolérance générale)
Trou fileté ≥ M5
Trou en forme de taille ≥ 5 mm de large
Trou irrégulier/fendu ≥ 3.5 mm de large (tolérance générale)
Si des trous de levage manquent, ils peuvent être ajoutés manuellement, ce qui peut affecter le délai et le coût.
Directives de conception pour les trous et les fentes
Conception de cavités et de fentes
Pour une meilleure usinabilité et un coût réduit, les cavités doivent utiliser un rayon intérieur ≥ R0.5 et une profondeur inférieure à 4 fois le diamètre de l'outil.
Formes de rainures recommandées
Pour réduire le temps et les coûts d'usinage, privilégiez les formes de fentes de cavité avec :
Coins internes arrondis sur des angles aigus
Géométrie simplifiée qui s'aligne avec le mouvement de la fraise
rainures ouvertes lorsque c'est possible
Ces formes sont plus faciles à usiner à l’aide d’outils standard et ne nécessitent pas de post-traitement ni de trajectoires de coupe spécialisées.
Modélisation de l'angle R de la cavité
Inclure toujours le rayon R intérieur dans votre modèle 3D pour refléter le comportement réel de la fraise.
Le plus le rayon est grand, plus le diamètre de l'outil autorisé est grand, ce qui permet un usinage plus rapide et moins cher.
La valeur R minimale recommandée est R0.5; les coins plus serrés (R<0.5) peuvent nécessiter des outils spéciaux ou EDM.
Modélisation Skip Bottom R
Do pas modéliser le petit rayon R au fond d'une cavité causé par la pointe de l'outil de fraisage.
Ce rayon se forme naturellement lors de la coupe et sa modélisation peut induire en erreur la reconnaissance du parcours d'outil ou introduire des erreurs d'usinage.
Cavités ouvertes sur les côtés ou par le bas
Les rainures ouvertes sur au moins deux côtés ou sur le fond permettent un fraisage ou un usinage au fil plus efficace, quelle que soit la taille R interne. Ces conceptions réduisent la complexité du parcours d'outil et le temps d'usinage.
Rayon R pour les cavités borgnes
Pour les cavités non traversantes, un rayon intérieur de R3 ou plus grand est recommandé. Des rayons plus petits, comme R0.5, sont usinables, mais peuvent augmenter les coûts d'outillage et le temps de traitement.
Considérations de conception pour les cavités fermées
Les cavités fermées avec quatre côtés fermés et des angles vifs sont difficiles à usiner avec des outils de fraisage standard.
Utilisez un rayon interne plus grand (R ≥ 0.5 mm) ou ouvrez un côté de la cavité pour permettre un usinage plus rapide ou un électroérosion à fil si nécessaire.
Directives de chanfreinage pour les cavités fermées
Pour les chanfreins internes dans les cavités fermées, conservez la taille à C20 ou en dessous.
Les chanfreins plus grands nécessitent un outillage spécialisé et entraînent souvent des temps de cycle plus longs et des coûts d'usinage plus élevés.
Chanfreinage à l'embouchure des cavités ouvertes
Évitez les conceptions où les deux côtés d'un angle R extérieur nécessitent un chanfreinage, car ils ne peuvent pas être usinés avec des fraises standard. Maintenez une taille de chanfrein inférieure à C20 pour réduire les coûts et la complexité.
Cas particulier
Si un seul côté de la cavité doit être chanfreiné, une fraise peut être utilisée, même lorsque le chanfrein dépasse C20—à condition que l’accès aux outils soit assuré.
Conseils pour le dimensionnement, le chanfreinage et la structuration des trous afin d'améliorer l'efficacité de la fabrication.
Recommandations pour la conception des trous ronds
Les trous sans tolérances spécifiées sont généralement considérés trous droits à usage général.
Pour les trous droits sans exigences de précision, forage est recommandé pour les diamètres ≤ Φ20 mm, avec une profondeur d'usinage maximale de 10× le diamètre du trou.
Pour les trous droits à l'aide d'un fraise (Φ ≤ 20 mm), la profondeur d'usinage recommandée est 4× le diamètre de la fraise.
Recommandations pour la conception de trous de précision
Pour les trous de haute précision, différentes méthodes s'appliquent en fonction du diamètre :
Φ ≤ 20 mm: Utilisation alésage pour la finition ; la profondeur recommandée est ≤ 5× le diamètre du trou.
Φ > 20 mm: Utilisation fraisage + alésage, avec une profondeur suggérée de ≤ 80 mm.
Tolérances et rugosité de surface (par ex. Ra 1.6, Rz 6.3) peut être spécifié directement dans votre modèle 3D en double-cliquant sur le trou pour définir les propriétés.
Recommandations de conception pour les trous filetés
Pour les fils grossiers et fins, le profondeur de filetage effective devrait généralement être conservé dans 3× le diamètre nominal pour équilibrer la résistance, l'efficacité et la durée de vie de l'outil.
Formes de trous ronds recommandées
Les trous en forme de taille doivent avoir un largeur minimale de 1 mmEt un profondeur ne dépassant pas 4 × le diamètre de l'outil.
Le diamètre de la fraise doit être égal ou inférieur à la largeur du trou de taille.
Pour définir les exigences de précision, double-cliquez sur la spécification du trou dans votre modèle 3D pour l'appliquer tolérances d'ajustement et paramètres de finition de surface (par exemple Ra 1.6 / Rz 6.3).
Chanfreinage aux ouvertures des trous et des fentes
Pour les trous standard et les trous de taille, les chanfreins doivent être conservés en dessous de C20.
Les chanfreins supérieurs à cette taille nécessitent outils spéciaux qui augmentent les coûts et ne peut pas être cité automatiquement.
Pour maintenir l'efficacité et la compatibilité avec les fraises standard, des chanfreins plus grands sont généralement utilisés. pas recommandé.
Chanfreinage dans les trous étagés
Évitez de postuler Chanfreins C ou R sur les surfaces étagées des trous ou des trous de taille.
Si un chanfreinage est nécessaire et que l'angle dépasse 0.5 mm, un outillage spécial sera nécessaire, ce qui peut entraîner des coûts d'usinage considérablement plus élevés.
Pour le fond des trous de précision ou filetés créés par perçage, un cône de forage à 118° est appliqué automatiquement via la commande de modélisation « punch » et sera correctement reconnu lors de la cotation.
Conditions de paroi mince dans la conception
Évitez les déformations et assurez la stabilité structurelle grâce à une conception d'épaisseur de paroi appropriée.
Note sur la modélisation des parois minces
Dans la conception 3D, les parois minces sont souvent négligées en raison de l'échelle visuelle des grands écrans.
Si une section de mur tombe en dessous de l'épaisseur recommandée, cela peut conduire à déformation, rupture ou défaillance d'usinage.
Notre système signalera automatiquement ces risques dans l'interface de paramétrage 3D.
Si vous choisissez de poursuivre la conception originale, un révision manuelle des devis sera requis.
Parois minces entre différentes caractéristiques de trou
Lors de la conception de plusieurs éléments rapprochés (tels que des trous droits, des trous de précision, des trous filetés ou des cavités), assurez-vous que l'épaisseur de paroi entre eux n'est pas trop fine.
Des murs trop étroits peuvent provoquer distorsion, vibration, rupture pendant l'usinage.
Épaisseur minimale de paroi entre les éléments adjacents
La distance entre les trous droits, les trous de précision et les éléments de forme à proximité doit être conforme exigences d'épaisseur de paroi minimale pour assurer la résistance des pièces et la stabilité de l'usinage.
Trop peu de matériau entre les éléments peut entraîner une déformation, des vibrations de l'outil ou une défaillance structurelle.
| diamètre | φ2 mm ou plus φ5 mm ou moins | Plus de φ5 mm |
|---|---|---|
| Limite à paroi mince | 0.8mm | 1.0mm |
Épaisseur minimale de paroi autour des trous filetés
Les trous filetés doivent être positionnés suffisamment loin des trous, fentes ou cavités à proximité pour maintenir l'intégrité structurelle.
Un mur trop fin peut provoquer fissuration, distorsion du fil, défaillance lors du montage ou de l'utilisation.
| diamètre | M2 ou supérieur M5 ou moins | M6 ou supérieur M10 ou moins | M12 et plus |
|---|---|---|---|
| Limite à paroi mince | 0.8mm | 1.0mm | 1.5mm |
Épaisseur minimale de paroi autour des manchons filetés
Les manchons filetés nécessitent un matériau environnant supplémentaire en raison de leur forces d'installation plus importantes et engagement de filetage plus profond.
Assurez-vous de maintenir une distance suffisante par rapport aux éléments à proximité pour éviter fissuration, arrachement du fil, déformation lors de l'utilisation.
| diamètre | M2 ou supérieur M5 ou moins | M6 ou supérieur M10 ou moins | M12 |
|---|---|---|---|
| Limite à paroi mince | 2.0mm | 3.9mm | 1.5mm |
Épaisseur minimale de paroi autour des lamages
Les contre-alésages créent des trous profonds à fond plat qui enlèvent plus de matière que les trous standard.
Maintenez un espacement suffisant par rapport aux éléments adjacents pour éviter l’effondrement du mur, la déviation de l’outil ou la perte de résistance structurelle.
Épaisseur minimale de paroi sous les lamages
Assurez-vous qu'il y a suffisamment de matériau sous la surface inférieure d'un contre-alésage lorsqu'il est proche de trous, de cavités ou de parois extérieures sous-jacents.
Une épaisseur trop faible peut entraîner percée, gauchissement, résistance de la pièce compromise.
| Diamètre (D, d) | φ3 ou plus φ6 ou moins | Plus de φ6 |
|---|---|---|
| Limite à paroi mince | 0.8mm | 1.0mm |
Épaisseur minimale sous le fond des trous
Laissez toujours suffisamment de matériau sous le fond des trous, en particulier lorsqu'ils sont proches d'autres éléments tels que des cavités, des fentes ou des parois extérieures.
Une épaisseur trop faible peut entraîner Percer à travers, fissures, perte d'intégrité de l'étanchéité.
| Limite à paroi mince | 2.0mm |
Épaisseur de paroi autour des trous de taille
Les trous en forme de taille (fentes allongées) nécessitent un espacement supplémentaire par rapport aux éléments proches en raison de leurs trajectoires de coupe étendues.
Un matériau fin entre un trou de taille et une autre géométrie peut entraîner distorsion, déviation de l'outil, bords imprécis.
| Limite à paroi mince | 1.0mm |
Épaisseur minimale des parois autour des cavités
Lors de la conception de cavités profondes ou complexes, assurez-vous qu'il y a une épaisseur de paroi suffisante entre la cavité et les autres éléments.
Un espacement insuffisant peut entraîner effondrement du mur, vibration, défauts de surface pendant l'usinage.
| Limite à paroi mince | 1.0mm |
Conception vs. Pièce finale : principales différences
Remarque sur les différences entre les modèles et les pièces usinées
Bien que la production soit basée sur votre modèle CAO 3D, il existe certaines situations dans lesquelles la pièce finie peut différer légèrement de la conception en raison de contraintes d'usinage ou de la géométrie de l'outil.
Vous trouverez ci-dessous des cas courants dans lesquels de telles différences peuvent se produire.
Petits chanfreins et rayons d'angle
Si des coins intérieurs ou extérieurs vifs sont modélisés sans congé ni chanfrein défini, la pièce finie comprendra généralement un petit rayon ou chanfrein par défaut dans la plage de C0.1 à C0.5 mm.
Ce réglage garantit des parcours d'outils plus fluides et évite les arêtes vives qui peuvent être inusinables ou fragiles.
Formes de fond de trou borgne
Les trous borgnes peuvent être usinés avec un plat or conique fond (généralement 118°), selon la taille et la tolérance.
Si la forme du fond n'est pas clairement définie, MachMaster appliquera automatiquement la méthode la plus appropriée. Modélisez explicitement le fond du trou si une forme spécifique est requise.
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