Projetando peças para Usinagem CNC requer um profundo entendimento das capacidades e limitações da máquina e dos materiais envolvidos. Uma peça bem projetada não só garante uma fabricação eficiente, mas também reduz o tempo e o custo envolvidos na produção. Neste guia, exploraremos princípios essenciais, ferramentas e dicas para ajudar você a projetar peças que podem ser produzidas de forma fácil e precisa usando usinagem CNC.
Compreendendo os princípios básicos da usinagem CNC
Usinagem CNC envolve o uso de sistemas de controle numérico computadorizado para guiar uma ferramenta de corte através de uma peça de trabalho para moldá-la ou cortá-la conforme as especificações. Este processo de fabricação subtrativa é altamente preciso e é usado para fazer componentes complexos e detalhados.
Os princípios básicos da usinagem CNC incluem a compreensão da tipos de máquinas (como fresadoras CNC, tornos CNC, roteadores CNC), Programação em código G, e Software CAD/CAM para design e produção. Saber como integrar esses fundamentos no processo de design de peças garantirá uma fabricação CNC bem-sucedida.
Conceitos-chave em usinagem CNC
- Precisão e exatidão:A usinagem CNC é conhecida por sua precisão e repetibilidade, o que a torna adequada para criar formas complexas.
- Materiais usados: A usinagem CNC pode lidar com uma grande variedade de materiais, desde metais como alumínio e aço para plásticos como acrílico e abdômen.
- Automação e Velocidade:As máquinas CNC são amplamente automatizadas, o que significa custos de mão de obra reduzidos e tempos de produção mais rápidos em comparação aos métodos manuais.
Para mais informações, consulte nosso Fusos de fresagem CNC.
Principais fatores a serem considerados ao projetar peças para usinagem CNC
O processo de design para peças usinadas em CNC envolve várias considerações cruciais. Ao manter esses fatores em mente, você pode evitar falhas de design que podem complicar a produção ou aumentar os custos.
1. Escolhendo o material certo
Selecionar o material correto é uma das escolhas mais críticas no projeto de peças. Usinagem CNC trabalha com uma ampla gama de materiais, mas sua escolha dependerá das propriedades desejadas do seu produto acabado, como força, peso, e resistência ao calor.
- Metais: Alumínio é popular por sua usinabilidade e relação resistência-peso, enquanto aço proporciona maior durabilidade.
- Plásticos: As escolhas comuns incluem nylon, abdômen, e policarbonato, cada um com propriedades únicas, como resistência ao impacto ou resiliência química.
2. Evitando cantos internos afiados
Um dos erros mais comuns no projeto para CNC é incluir cantos internos afiados. Como as fresadoras CNC usam fresas de topo que são redondos, é impossível criar cantos internos perfeitamente afiados.
- Solução: Usar filetes ou bordas internas arredondadas para evitar que a ferramenta emperre e garantir um corte suave.
- Raio Recomendado:O raio deve ser geralmente de pelo menos três vezes o diâmetro do cortador para fornecer espaço suficiente para a ferramenta.
3. Otimizando a profundidade da cavidade
Profundidade da cavidade deve ser otimizado para usinagem CNC eficiente. Cavidades profundas podem causar problemas de deflexão, maior desgaste da ferramenta e, por fim, maiores custos de produção.
- Proporção entre profundidade e largura:Para cáries, é melhor manter um relação profundidade-largura de menos de quatro. Isso reduzirá o estresse na ferramenta e garantirá melhor remoção do material.
- Minimizando a aderência da ferramenta: Reduzir a distância de deslocamento da ferramenta também pode melhorar a estabilidade da ferramenta e reduzir a vibração durante o corte.
Diretrizes de projeto para peças usinadas em CNC
1. Tamanhos de furos padrão
Sempre que possível, projete furos com tamanhos de brocas padrão. Isso permite uma usinagem fácil sem a necessidade de ferramentas personalizadas.
- Considerações sobre diâmetro:O diâmetro mínimo de um furo deve ser geralmente 1 mm para evitar a necessidade de ferramentas especiais.
- Limitações de profundidade: Evite buracos profundos e estreitos. Uma profundidade de até 10 vezes o diâmetro do furo é aceitável, mas qualquer coisa mais profunda pode ser problemática.
2. Uso de Filetes
Adicionando filetes para sua parte ajuda a reduzir concentrações de estresse e permite que a ferramenta de corte CNC se mova suavemente. Isso é especialmente importante para cantos internos, onde o raio da ferramenta impactará diretamente o tempo e a qualidade da usinagem.
- Cantos Internos: Adicionar filetes que correspondem ao raio da ferramenta de corte. Isso aumentará a vida útil da ferramenta e reduzirá a probabilidade de danos durante a produção.
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3. Especificações de tolerância
Especificar tolerâncias rígidas quando elas não são necessárias resultará em maiores custos de usinagem e prazos de entrega mais longos.
- Tolerâncias Padrão:Sempre que possível, use a faixa de tolerância padrão de ±0,1 mm para peças usinadas.
- Características críticas: Para recursos onde tolerâncias rígidas são necessárias (por exemplo, encaixes de rolamento), indique a tolerância claramente, mas entenda as potenciais implicações de custo.
4. Paredes finas e abas
Ao projetar paredes, evite fazê-las muito finas. Paredes finas são propensas a vibração, tagarelice, e deformação durante a usinagem.
- Espessura da parede: Uma espessura de pelo menos 1mm é recomendado para plástico, e 1,5 mm para que o metal mantenha a integridade estrutural durante a usinagem.
- Guias de retenção:Ao cortar peças, segurando abas pode ajudar a proteger a peça até que o processo de corte seja concluído, evitando movimentos e garantindo bordas limpas.
Ferramentas de design e software
O projeto para usinagem CNC envolve ambos CAD (Design Assistido por Computador) e CAM (Software de Fabricação Assistida por Computador) para criar e converter seus projetos em um formato legível por CNC Código G formatar.
1. Software CAD
- Fusão 360: Uma ferramenta abrangente que permite criar modelos 3D complexos e exportá-los facilmente para formatos compatíveis com CNC.
- SolidWorks: Popular entre os profissionais por suas amplas capacidades de design e amigo do usuário interface.
2. Software CAM
- Câmera Master: Um dos padrões da indústria para geração de trajetórias de ferramentas CNC.
- Autodesk HSM: Integra-se perfeitamente com Fusão 360 para um fluxo de trabalho simplificado, do design à programação CNC.
Redução de custos de fabricação em usinagem CNC
As escolhas de design desempenham um papel significativo no controle dos custos de produção. Aqui estão algumas dicas para manter os custos de usinagem CNC baixos:
1. Evitando recursos desnecessários
Características como gravação, tolerâncias apertadas, ou bolsos fundos devem ser incluídos somente se forem críticos para a função da peça. Esses recursos aumentam significativamente o tempo e o custo da usinagem.
2. Minimizando as trocas de ferramentas
Quanto menos mudanças de ferramentas necessário durante a usinagem, menor será o custo geral. Projete as peças de forma que permita que o máximo possível de recursos seja usinado com uma única ferramenta.
3. Produção em lote
Se o projeto for produzido em massa, garantir que os recursos possam ser usinados com eficiência em operações em lote reduzirá os custos. Fusos de fresagem CNC que podem suportar longos períodos de operação são essenciais para uma produção em lote eficaz.
Dicas de design de usinagem CNC
- Adicionar raio aos cantos da cavidade: Evitar cantos internos afiados para garantir melhor movimento da ferramenta.
- Evite pequenos detalhes: Pequenos detalhes demoram mais para serem usinados e podem exigir ferramentas especiais, aumentando os custos.
- Chanfro vs. Filete: Usar chanfros em vez de filetes para bordas externas onde a resistência não é crítica para facilitar o processo de usinagem.
Perguntas frequentes sobre projeto de usinagem CNC
1. Quais materiais são mais adequados para usinagem CNC?
Materiais como alumínio, aço, latão, e plásticos (por exemplo, abdômen e policarbonato) são comumente usados para usinagem CNC. Sua escolha de material deve estar alinhada com o uso pretendido da sua peça.
2. Como posso reduzir os custos de usinagem CNC?
Os custos podem ser reduzidos simplificando o projeto, evitando tolerâncias rígidas onde elas não são necessárias e minimizando o número de ferramentas diferentes necessárias.
3. Quais tolerâncias são possíveis com usinagem CNC?
As tolerâncias típicas para usinagem CNC variam de ±0,1 mm para ±0,05 mm, dependendo da precisão e do material da máquina.
4. Quais são alguns erros comuns a evitar ao projetar para CNC?
Evitar cantos internos afiados, bolsos muito fundos, e especificando tolerâncias apertadas desnecessárias. Garanta que seu projeto possa ser mantido com segurança durante todo o processo de usinagem.
Conclusão
Projetar peças para usinagem CNC requer um equilíbrio entre funcionalidade, capacidade de fabricação e custo-eficiência. Seguindo as diretrizes discutidas neste artigo, você pode criar peças que não são apenas eficazes em sua aplicação pretendida, mas também eficientes para produzir. Seja você um maquinista experiente ou novo em CNC, dedicar um tempo para entender as complexidades do design de peças CNC levará a melhores resultados e custos mais baixos.
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