Como projetar para máquinas CNC

Projetar para uma máquina CNC pode impactar muito a qualidade, precisão e custo de suas peças fabricadas. Ao perguntar como projetar para máquina CNC, você deve considerar a seleção de material, acessibilidade de ferramentas, caminhos de corte e mais para garantir um processo de produção bem-sucedido. Neste guia abrangente, exploraremos as melhores práticas para projetar peças para usinagem CNC, cobrindo todos os aspectos de projetos amigáveis a CNC.

Índice

Compreendendo os princípios de design CNC

1. O que é usinagem CNC?

A usinagem CNC é um processo de fabricação subtrativa que envolve o uso de ferramentas controladas por computador para remover material de uma peça de trabalho e criar o formato desejado. CNC significa Controle Numérico Computadorizado, o que significa que os caminhos das ferramentas são guiados por instruções de software.

Os principais componentes de uma máquina CNC incluem:

Controlador CNC: Responsável por traduzir instruções de computador em ações motoras.
Fuso: A ferramenta de corte que molda e perfura a peça de trabalho.
Porta-ferramentas: Mecanismos que seguram diferentes tipos de ferramentas de corte.

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2. Evitando cantos internos afiados

Um dos primeiros princípios no design para usinagem CNC é evitar cantos internos afiados. As ferramentas de corte CNC são tipicamente redondas, tornando impossível criar bordas internas afiadas diretamente. Para resolver esse problema:

Usar filetes com um raio ligeiramente maior que a ferramenta de corte. Isso minimiza o tempo gasto no corte e garante melhor acesso à ferramenta.
Recomendação Padrão: Use um raio que seja igual a pelo menos três vezes o diâmetro nominal da ferramenta de corte.

Essa abordagem pode ajudar a reduzir o desgaste da ferramenta e aumentar a vida útil da máquina CNC. Para opções mais potentes que melhoram o desempenho de corte, confira nosso Eixo refrigerado a ar ER16 de 2,2 kW.

3. Minimizando as trocas de ferramentas

Para otimizar a usinagem CNC, você quer minimizar as trocas de ferramentas. Isso pode reduzir o tempo de usinagem e os custos gerais.

Projetar peças que podem ser fabricadas usando menos ferramentas.
Evite geometrias muito complexas que exigem diversas ferramentas especializadas.

Por exemplo, usando tamanhos de furos padrão em vez de dimensões personalizadas, pode eliminar a necessidade de brocas exclusivas.

4. Usando tamanhos de furos padrão

Ao projetar peças que requerem furos, use sempre tamanhos de brocas padrão. Isso torna o processo mais rápido e econômico. Máquinas CNC podem facilmente criar furos que correspondem a tamanhos de brocas padrão, enquanto tamanhos não padrão podem exigir ferramentas personalizadas.

Evite projetar furos que sejam muito profundo (mais de dez vezes o diâmetro nominal) porque são mais difíceis de usinar.
Incorporar furos roscados quando necessário, mas esteja atento à acessibilidade de torneiras ou ferramentas de rosqueamento.

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5. Mantendo a espessura da parede

Para garantir a resistência da peça e reduzir complicações de usinagem, é crucial manter uma espessura de parede adequada.

Paredes finas: Paredes que são muito fino pode vibrar durante a usinagem, causando imprecisões ou até mesmo danos. Para metais, procure uma espessura de pelo menos 1,5 milímetros, enquanto para os plásticos, 2,0 milímetros ou mais é recomendado.
Paredes grossas: Por outro lado, paredes muito grossas adicionam peso desnecessário e podem complicar o processo de usinagem. O equilíbrio é a chave.

6. Incorporando ângulos de inclinação

Adicionando ângulos de inclinação é benéfico ao usinar certas geometrias. Por exemplo:

Para paredes verticais, use um pequeno ângulo de inclinação de 1-2 graus para garantir que a ferramenta de corte não emperre durante a operação.
Os ângulos de inclinação ajudam a manter o acabamento da superfície e prolongam a vida útil da ferramenta, reduzindo o desgaste.

7. Escolhendo o material certo

Diferentes materiais têm propriedades únicas que impactam a usinabilidade, custo e acabamento. Os materiais mais comumente usados para usinagem CNC incluem:

Alumínio: Leve, versátil e fácil de usinar.
Aço inoxidável: Durável, mas mais desafiador de usinar devido à sua dureza.
Plásticos: Excelente para protótipos, mas requer usinagem mais lenta para evitar derretimento.

A escolha do material impacta significativamente a vida útil da ferramenta, o tempo de produção e o custo. Certifique-se de escolher um material que se ajuste às suas necessidades e que seja amigável ao CNC.

8. Evitando recursos finos

Projetando recursos que são muito fino pode causar problemas durante a usinagem CNC. Recursos finos tendem a ser frágeis e podem vibrar ou desviar durante o processo de corte.

Evite projetar recursos mais finos do que 0,8 milímetros.
Se forem necessárias características finas, considere adicionar suporte adicional ou trocar o material por uma alternativa mais robusta.

9. Evitando cáries profundas

Cavidades profundas são desafiadoras de usinar e podem exigir ferramentas especiais e múltiplas passagens, o que aumenta os custos. Ao projetar cavidades:

Mantenha a profundidade em não mais que quatro vezes a largura da cavidade.
Usar vários níveis de etapas se for necessária uma cavidade mais profunda.

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10. Projetando para acesso a ferramentas

Garantir que a ferramenta de corte tenha acesso adequado a cada parte da peça de trabalho é essencial. Projete a peça de modo que:

A ferramenta pode alcançar todas as superfícies sem obstrução.
Evite ângulos ou rebaixos que exijam caminhos de ferramentas especiais ou ferramentas personalizadas.

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Perguntas frequentes sobre design para usinagem CNC

1. Por que devo evitar cantos internos agudos no projeto CNC?

Cantos internos afiados são desafiadores para ferramentas de corte redondas para usinar efetivamente. Adicionar um raio aos cantos internos melhora o acesso à ferramenta e reduz o desgaste.

2. Como escolher o material certo para usinagem CNC?

O material deve ser escolhido com base na usinabilidade, resistência e requisitos específicos do seu projeto. Materiais comuns incluem alumínio, aço inoxidável e plástico.

3. Cavidades profundas são difíceis de usinar?

Sim, cavidades profundas exigem ferramentas especializadas e múltiplas passagens, o que pode aumentar o custo. Mantenha a profundidade da cavidade administrável para reduzir os desafios de usinagem.

4. Quais são os tamanhos padrão dos furos e por que eles são importantes?

Os tamanhos de furos padrão correspondem às brocas comumente disponíveis, tornando o processo de usinagem mais simples e econômico.

Conclusão: Dominando os princípios de projeto CNC

Como projetar para máquina CNC envolve entender os limites das ferramentas CNC, manter geometrias apropriadas e selecionar os materiais certos. Ao seguir essas diretrizes, você pode reduzir o tempo de usinagem, minimizar custos e garantir a qualidade do seu produto final. Lembre-se, um design bem pensado leva a melhor eficiência e melhores resultados na usinagem CNC.