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De la CAD au produit fini: 5 premières considérations de conception dans l'usinage CNC à grande vitesse

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JS

Publié
May 08 2025
  • Usinage CNC

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Dans le domaine de la fabrication de précision, cnc-machining est la technologie principale pour réaliser la structure du complexe et le haut précision . Successful design and engineering planning require collaborative consideration from several Dimensions telles que le contrôle de la tolérance de sélection des matériaux et l'optimisation de la structure géométrique. For example, thin-walled members need to balance strength and Le risque de déformation et le traitement multiaxial doivent correspondre aux chemins d'outils pour améliorer l'efficacité.

En combinant des machines-outils avancées d'axe multi-axe avec une optimisation de processus pilotée par AI, JS atteint ± 0,005 mm de précision dans 95% des projets tout en réduisant les coûts de production par 20%. ""> " Composants ou composant en plastique de qualité médicale, L'équipe d'ingénierie de JS (avec une moyenne de plus de 20 ans d'expérience) peut prendre en charge l'ensemble du processus de la révision des documents (formats de support tels que Step, IgE, STL, etc.) à la sélection des matériaux.

Quelle est la définition de l'usinage CNC?

Unlike traditional manual operation, CNC systems can control tool Les chemins, la vitesse et la vitesse d'alimentation précisément par des instructions préprogrammées, ce qui améliore considérablement l'efficacité et la cohérence de l'usinage. pour l'exemple, dans le lathe, pour l'exemple, dans LATHE-V-V-7B79C893 = "> pour l'exemple, dans LATHE, La technologie CNC peut réaliser l'usinage de contour complexe des pièces rotatives , telles que les parties de l'arbre ou la surface précise du cercle extérieur, tout en réduisant l'erreur humaine. La méthode de traitement automatisé est Widelat-V-7B79C893 ="> Le traitement automatisé est Widely Is dans le 79893 Les champs aérospatiaux, automobiles et médicaux, et convient particulièrement à la production de haute précision, à grande échelle ou de personnalisation.

Quelles compétences sont requises pour la programmation CNC?

La programmation CNC nécessite la maîtrise des techniques de base suivantes, qui sont utilisées l'intégralité du processus d'usinage:

  • Capacité à utiliser le logiciel de modélisation: apte à utiliser des outils tels que SolidWorks, UG, mastercam et autres à générer des modèles 3D et traditionne-t-il dans la machine-réservoir code . In order to ensure that the machining parameters are consistent with the Intention de conception, il est nécessaire de comprendre la logique et les fonctions de simulation d'usinage de la génération du chemin d'outil.
  • Language de programmation et application d'instruction: maîtriser les instructions de base des systèmes CNC (tels que le code G, le code M), peut écrire ou optimiser le programme en fonction des exigences de traitement, assurer des chemins d'outils raisonnables et une efficacité optimale.
  • Material characteristics and processing adaptability: Familiar with cutting properties of metals (e.g. aluminum alloys alloys, titanium alloys) and non-metallic materials (e.g. plastics, composites), selecting tool types and cutting speeds according to the machining process exigences.
  • Capacité d'optimisation du processus: Analyser les structures de pièces (telles que la paroi mince, le trou profond, etc.), concevoir une séquence de traitement raisonnable et un plan de refroidissement, réduire la déformation et l'usure des outils pendant le processus de machine.
  • Capacité d'analyse et de débogage des problèmes: Peut localiser rapidement des anomalies d'usinage (telles que les erreurs de taille, les défauts de surface, etc.), les problèmes de solve en ajustant les paramètres ou des procédures de modification, et ont une capacité d'intervention d'urgence sur site.
  • Procédures et normes de sécurité: maîtriser les procédures de l'opération d'usin par erreurs procédurales.

Quelles sont les précautions pour la conception d'épaisseur de paroi?

1. L'épaisseur de la paroi est uniforme pour éviter la déformation

Dans l'usinage de l'usine, une épaisseur de paroi inégale peut conduire à la concentration de contrainte et à la déformation ou à la fissuration après le moulin. Pendant le processus de conception, des efforts doivent être faits pour maintenir l'épaisseur du mur cohérent ou pour ajouter des structures de support si nécessaire.

ou pour ajouter des structures de support.

2. L'épaisseur minimale de la paroi doit correspondre à la capacité de traitement

  • L'usinage du tour nécessite un degré concentrique élevé pour les pièces à parois minces. Une épaisseur de paroi minimale ≥ 0,5 mm est généralement recommandée.
  • L'usinage de broyage est affecté par l'abrasion de la roue, la paroi mince est facile à déformer, un espace d'au moins 0,3 mm doit être réservé.

3.Les tendons et optimiser les coins de transition

  • L'ajout de renforcement à l'usinage des moulins peut améliorer la rigidité locale, mais il est nécessaire d'éviter la conception, afin de ne pas rendre difficile de retirer les puces.
  • ajouter r = 0,5 mm ou plus les coins arrondis sur les murs intérieurs et extérieurs pour réduire la concentration de contrainte des outils pendant l'usinage de broyage.

4. Caractéristiques de la suppression et adaptation technologique dans le traitement

Les matériaux à haute résistance, tels que les alliages de titane, nécessitent une épaisseur de paroi plus épaisse pour accueillir la force de coupe de Millining > la force de coupe de Milling Les matériaux, tels que les alliages en aluminium, peuvent être dilués de manière appropriée mais nécessitent un contrôle de vitesse en combinaison avec l'usinage du tour.

5.Shrinkage Taux et réservation de tolérance

Les pièces de moulage de coulée ou d'injection nécessitent un taux de retrait, mais des pièces CNC de précision (telles que les composants médicaux) doivent être compensé 0,02-0.05 mm doit être réservé à la conception.

6.Afficacité du chemin d'outil et de l'efficacité de traitement

Complex wall Les structures d'épaisseur nécessitent Optimisation of the Milling Machinage Chemin d'outil Pour éviter le remplacement fréquent des outils. La découpe hélicoïdale peut être utilisée pour réduire la charge d'outils dans une structure de cavité profonde.

7. Changements dimensionnels après traitement de surface

Si plus de broyage enracinant 0,01-0.03 mm doit être réservé dans la conception pour éviter de dépasser la tolérance de taille finale.

Quel est l'impact de la complexité géométrique sur CNC?

La complexité géométrique a un grand impact sur l'usinage CNC, en particulier dans l'usinage et le lathe d'usinage. Les différences et défis suivants doivent être soulignés:

1. Planification du chemin d'outil et efficacité d'usinage

  • Milling machining: Complex surfaces or irregular structures require multi-axis coupling (e.g. five-axis machine tools) or complex tool path programming, which greatly increases processing time, simple geometric shapes can be quickly achieved Utilisation de machines-outils à trois axes.
  • Turnf> Machin> Machin Un luminaire ou un luminaire spécial est requis pour les pièces non rotariennes ou de l'arbre de pas, tandis que les structures cylindriques / coniques ordinaires sont efficaces pour la coupe continue.

2. Sélection des outils et contrôle d'usure

  • Milling Machining : des formes complexes (telles que des tranches profondes et des murs minces) nécessitent des outils de diamètre stimulant qui sont en profondeur et des vitesses et des vitesses profondes et des murs minces) être remplacé fréquemment. Les grands outils de coupe peuvent améliorer les contours simples pour améliorer l'efficacité d'élimination des matériaux.
  • Machinage de virage: les contours complexes (tels que les threads et les arbres à cames) nécessitent des outils de mise en forme ou plusieurs canaux, tandis que les pièces de l'axe lumineuses ne nécessitent que des outils de coupe standard, de sorte que les outils durent plus longtemps.

3. Précision du traitement et qualité de surface

  • Milling Machinage : Structures siders ou suspension abruptes que les modèles vibration href = "https://jsrpm.com/cnc-illing"> nécessitent une optimisation des paramètres de coupe ou du fraisage à haute vitesse , les surfaces plates ou régulières facilitent la précision.
  • Turning machining: L'arbre mince ou les pièces à parois minces sont faciles à déformer sous la force de coupe et nécessitent un support auxiliaire, la rondeur et la rugosité des trous extérieurs ou intérieurs conventionnels sont plus faciles à contrôler.

4. Traitement les coûts et la faisabilité

  • Milling Machinage : les pièces complexes nécessitent des machines-outils très précises et des programmeurs expérimentés, des coûts considérablement, des structures simples peuvent réduire les coûts par le biais de processus standardisés.
  • Turning machining: Non-standard irregular parts,such as polygonal sections, require customized fixtures or multiple processes, while standard rotary parts peut être rapidement produit en masse.

5. Reprocessing and Quality Control

  • mouling Machinage : les formes complexes peuvent avoir des terrifiants résiduels ou des marques d'usinage et nécessiter un traitement de polissage ou électrochimique supplémentaire.  la structure est simple et peut être rédigée-v-7b79c893 = ">" directement.
  • Tourning Machinage: Fiffiter de précision ou surfaces d'accouplement nécessitent des outils de mesure spécialisés pour l'inspection, tandis que les jantes extérieures conventionnelles peuvent être inspectées rapidement avec les arrêts.

Modélisation CAO traditionnelle vs conception générative de l'IA: les algorithmes peuvent-ils remplacer l'expérience de l'ingénieur?

In the traditional CAD modeling and generating AI design comparison, algorithms cannot completely replace the experience of engineers, especially in the field of machining CNC, les deux doivent se compléter.  le suivant sera analysé, applications, applications, applications, applications, applications, applications, applications, applications, applications, applications, applications, applications, applications, APPLICATIONS, APPLICATIONS, et APPLICATIONS, APPLICATIONS ET APPLICATIONS ET APPLICATIONS ET APPLICATE Pratiques:

1. Comparaison des compétences de base

2. Limitations de Generative Ai

  • Lack of machining experience: CNC machining involves practical experiences such as tool path planning and setting of cutting parameters. Models generated by AI may ignore the feasibility of machining (such as tool interference and stress concentration) and require calibration by engineers.
  • Material property adaptation: JS company processes more than 50 materials (metals, composites, etc.), each with processing characteristics that make it difficult for AI to fully grasp the impact of material microstructure on shaping, relying only on material selection recommendations from engineers.
  • Quality control boundaries: In the JS case, for example, 98% of orders were delivered on time, relying on engineers to adjust processing errors in real time. Currently, AI cannot dynamically respond to variables such as machine tool state, ambient temperature and humidity.

3.The manifestation of collaborative value

dimension Modélisation traditionnelle de CAO conception générative de l'IA JS Practice de l'entreprise
Logique de conception Modèle d'ingénieurs à la main selon les lois de la physique et de l'expérience. L'intelligence artificielle génère des conceptions via des algorithmes et s'appuie sur les données d'entraînement pour la correspondance des modèles. Les ingénieurs JS utilisent l'expérience CAO pour optimiser les solutions de sortie AI.
Contrôle de précision Tolérances de ± 0,005 mm (95% dans les cas JS). L'intelligence artificielle génère des conceptions via des algorithmes et s'appuie sur les données d'entraînement pour la correspondance des modèles. JS compense les risques de traitement des conceptions générées par l'AI par expérience d'ingénierie.
Amélioration de l'efficacité Les structures complexes nécessitent des itérations plus longues. Générez rapidement plusieurs conceptions (par exemple, JS raccourcit le cycle de 15%). L'intelligence artificielle aide à raccourcir la conception initiale, les ingénieurs contrôlant les nœuds clés.
Optimisation des coûts Sélection de matériaux et de processus axés sur l'expérience (20% d'économies à JS). Génération automatisée de solutions à faible coût, faisabilité à vérifier. JS combine des recommandations AI avec l'expérience de l'ingénieur pour équilibrer le coût et la qualité.
Adaptabilité de l'industrie largement utilisé dans les champs aérospatiaux, automobiles et autres champs de haute précision. en cours dans des composants standardisés tels que les parties à usage général. JS intègre deux approches pour personnaliser les composants des robots industriels.

Algorithms are tools, experience is irreplaceable

The practical logic of JS: Using generative AI for initial design exploration (such as quickly generating multi version shell structures), followed by engineers screening and optimizing based on CNC process constraints (such as JS's ±0.005mm tolerance), material properties (such as titanium alloy processing temperature), and customer case experience (such as batch consistency of automotive molds).

Generative AI can improve design efficiency, but the core of machining CNC experience and quality control-still needs to be led by senior engineers. The success of JS demonstrates that the human-machine collaboration model (AI assisted+manual verification) is the most optimal solution for current manufacturing.

Generative AI Design

What is the core logic of tool path optimization in CNC multi axis machining?

1.Minimize empty motion

2.Optimization of dynamic cutting parameters

  • Real-time feed speed and spindle speed are adjusted according to material characteristics and tool load, balance efficiency and surface mass.
  • JS correlation: 95% of projects achieve ultra-high accuracy, with 25% growth in repeat business, thanks to a team of experts fine-tuning cutting parameters.

3.Tool load and life management

  • In order to avoid overload or vibration, the tool life can be extended by path smoothing and axial depth control.
  • JS correlation: Support complex metal/composite processing with wearable cutting tools and optimization strategies, resulting in a 20% reduction in customer costs.

4.Machine tool kinematic adaptation

5.Optimization of material removal rate

  • By means of contour machining high-speed milling, the material removal rate is improved and rough machining time is shortened.
  • JS correlation: Average project life for customers was shortened by 15% due to effective route planning and material selection (e.g. efficient processing of titanium alloys).

6.Process constraints and tolerance control

  • Combine CAD/CAM simulation, the feasibility of this pathway was validated to ensure that it meets the accuracy requirements of ±0.005mm.
  • JS association: Supports the import of standard documents such as STEP/IGES, and the engineering team ensures the viability of the route through more than 30 annual training sessions.

7.Sustainable manufacturing integration

  • Optimize waste minimization path and reduce energy energy consumption by using energy-saving equipment.
  • Its environmental protection measures (such as material recycling) and 20% reduction in energy consumption indirectly reflect the resource efficiency of path optimization.

Optimization of tool path in 5-axis machining

What are the difficulties in processing the irregular cooling chamber of rocket nozzle?

Processing difficulties

1.Treatment of complex irregular structures

2.Characteristics of high-temperature alloy materials

  • Refractory materials with high hardness and poor thermal conductivity, such as titanium alloys, are commonly used in Cooling chambers. In the process, it is easy to appear tool wear, cutting force, etc. 
  • JS company uses professional coated cutting tools to ensure the stability of processing by optimizing parameters such as cutting speed and feed speed. The precision of the processing can be ±0.005mm, satisfying strict tolerance requirements.

3.Cleanliness and consistency of internal flow channels

  • The interior of the cooling chamber needs to be kept absolutely smooth to avoid fluid resistance, as traditional machining tends to create residual burrs or debris. 
  • JS company uses high-pressure water jet, electrolytic polishing and other post-processing techniques, and works with CNC online detection system to ensure the interior quality of the cavity complies with aerospace standards.

4.Thermal deformation control

  • Long-term hightemperature treatment will lead to thermal expansion of the material, affecting size accuracy. Through constant temperature workshop, real-time temperature compensation algorithm and segmental processing strategy.
  • JS company can control the the thermal deformation error to 0.01 mm.

JS company's core advantages

Step by Step The role of AI The role of engineers JS case results
Conceptual design Generate multiple solutions to shorten the cycle (e.g. JS reduces design time by 15%). Choose a solution that meets the processing logic. Client projects were completed an average of 15% ahead of schedule.
Optimization The combination of cutting parameters is recommended. Adjust parameters according to machine performance and material characteristics. Precision ±0.005mm (95% JS compliance rate).
Cost control Provide lightweight design advice. Verify manufacturability and balance costs. Help customers reduce manufacturing costs by 20%.
Innovation breakthrough Explore the possibilities of non-traditional structures. Evaluate the feasibility of mass production and improve the design. Develop multiple patented precision components.

Typical cases

JS company uses nickel-based superalloy to forge blank in integral, processing a new type of rocket engine shaped cooling cavity. Through CNC multiaxial machining and electrolytic polishing, the uniform cooling channel with 0.3mm wall thickness is achieved, and the thermal conductivity efficiency improved by 40% and engine thrust by 15%.

Processing of irregular cooling chamber for rocket nozzle

How does JS process superhard materials?

1.Special cutting tools and cutting techniques

Using diamond coated tools or cubic boron nitride (CBN) and other ultra-hard tool materials to optimized cutting parameters, such as speed and feed speed, can effectively solve the problem of high hardness of ceramics and cemented carbide, reduce tool wear and improve machining efficiency.

2.High precision CNC machine tools and control systems

With ±0.005mm level ultra high precision machine tools and advanced CNC systems, the processing requirements of complex shapes and strict tolerances such as micrometer level are ensured, satisfying the application requirements of superhard materials in precision components.

3.Customized process plan

Design specialized machining strategies based on material characteristics (such as brittle ceramics vs. high-toughness hard alloys), such as using micro lubrication (MQL) or dry cutting techniques to optimize surface smoothness and avoid material cracking or thermal damage.

4.Integrated cross-material processing experience

Based on the experience of dealing with multiple materials in the past year, the mechanical models and parameters of metal and composite materials processing were transferred to the field of superhard materials, and the processing risks predicted by finite element analysis.

5.Support green manufacturing systems

Energy recovery system and environmentally-friendly coolant circulation technology can reduce energy consumption and pollution in superhard materials processing. At the same time, it can be used automatically to reduce material loss to a minimum, in line with its sustainable improvement target of 20%.

Summary

In CNC machining, the core of design and engineering considerations lies balance precision, material properties and process feasibility. From the structure optimization of machining mill to tool path planning of CNC machining, every step needs to be focused on tolerance control, material strength and machining efficiency. JS Precision Manufacturing integrates multi-axis coupling technology, specialized cutting tools and AI-driven process optimization to successfully solve the processing challenges of superhard materials such as ceramics and cemented carbide. Its ±0.005mm level accuracy and 98% on-time delivery rate confirm the importance of design, engineering and manufacturing integration.

Avertissement

The content on this page is for general reference only. JS Series makes no express or implied warranties regarding the accuracy, timeliness, or applicability of the information provided. Users should not assume that the product specifications, technical parameters, performance indicators, or quality commitments of third-party suppliers are completely consistent with the content displayed on this platform. The specific design feature, material standards, and process requirements of the product should be based on the actual order agreement. It is recommended that the purchaser proactively request a formal quotation and verify product details before the transaction. For further confirmation, please contact our customer service team for professional support.

JS Team

JS is an industry leading provider of customized manufacturing services, dedicated to providing customers with high-precision and high-efficiency one-stop manufacturing solutions. With over 20 years of industry experience, we have successfully provided professional CNC machining, sheet metal manufacturing, 3D printing, injection molding, metal stamping and other services to more than 5000 enterprises, covering multiple fields such as aerospace, medical, automotive, electronics, etc.

We have a modern factory certified with ISO 9001:2015, equipped with over 100 advanced five axis machining centers to ensure that every product meets the highest quality standards. Our service network covers over 150 countries worldwide, providing 24-hour rapid response for both small-scale trial production and large-scale production, ensuring efficient progress of your project.

Choosing JS Team means choosing manufacturing partners with excellent quality, precise delivery, and trustworthiness.
For more information, please visit the official website: jsrpm.com

FAQs

1.How to optimize tool path and reduce vibration?

The tool path is optimized by increasing the step distance, using spiral/cycloid cutting, adjusting the cutting direction to disperse the cutting force, maintaining the cutting load the same, avoiding the concentration of resonance point, and using axial layered cutting to reduce vibration.

2.What should I do if thin-walled parts are prone to deformation?

When thin-walled parts are easy to deform during processing, the cutting force and vibration can be reduced by segmental cutting, decreasing feed speed, increasing support fixtures or vacuum suction clamping fixture, and optimizing tool paths to maintain uniform force distribution.

3.What are the key points of daily maintenance for CNC machine tools?

Clean and lubricate machine tool daily, regularly calibrate coordinate system and tools, check coolant and fixture status, ensure system stability and machining accuracy.

4.Do complex surfaces require multi axis machine tools?

Multi-axis machine tools are needed for complex surface machining because they can be used for multi-angle connecting rod cutting to ensure accuracy and efficiency and avoid multiple clamping errors.

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Spécialiser dans l'usinage CNC, l'impression 3D, la coulée d'uréthane, l'outillage rapide, le moulage par injection, la coulée de métal, la tôle et l'extrusion.

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    Special material processing Experience in working with high temperature materials, such as Inconel and titanium alloys, with CBN cutting tools. Surface roughness ≤0.8μm, strength loss<3%.
    Digital quality control Comparison and verification between CMM and CAD. The pass rate is over 98% and the rework rate is down by 70%.
    Efficient production process Modular programming, automated loading and unloading system. Average distribution cycle reduced to 10-14 working days.
    Aerospace grade certification Certified by 9001 and AS9100D aerospace quality management system certification. We supply components for SpaceX, Blue Arrow Aerospace and others.