Usinagem CNC de peças grandes vs. pequenas:como superar desafios comuns

A usinagem CNC é um processo de fabricação tradicional que usa ferramentas de corte controladas por computador de alta velocidade para remover o material de uma peça sólida e revelar uma peça acabada. Como esse processo é amplamente automatizado, as equipes de produto geralmente podem “defini-lo e esquecê-lo”, confiando que sempre receberão peças precisas, precisas e repetíveis. Além disso, a usinagem CNC é geralmente um meio de produção altamente econômico e compatível com uma ampla gama de materiais, proporcionando às equipes de produtos um alto grau de flexibilidade criativa.

Dada a flexibilidade, adaptabilidade e acessibilidade da usinagem CNC, as equipes de produto podem pensar que as possibilidades são infinitas. No entanto, existem algumas considerações importantes a ter em mente, dependendo do tamanho da peça. Aqui está tudo o que você precisa saber sobre as melhores maneiras de usinar peças muito grandes ou muito pequenas:

Considerações importantes para usinagem CNC

Não importa o tamanho da peça, existem dois fatores de usinagem CNC que todas as equipes de produto devem ter em mente – geometria da ferramenta e acesso à ferramenta. A maioria das ferramentas de corte CNC, como brocas e fresas de topo, são cilíndricas e têm um comprimento de corte limitado.

Geometria da ferramenta

Durante o processo de usinagem, a geometria da ferramenta é transferida para a peça usinada. Assim, os cantos internos de qualquer peça usinada em CNC terão raios resultantes da ferramenta cilíndrica, mesmo que a própria ferramenta seja pequena.

As equipes de produto devem estar atentas a isso e fazer todo o possível para evitar cantos internos afiados em seus projetos. Se cantos internos afiados forem inevitáveis, existem algumas soluções alternativas, mas elas geralmente exigem ferramentas, processos e recursos adicionais.

Acesso à ferramenta

O acesso à ferramenta é particularmente importante no processo de usinagem CNC. A ferramenta de corte se aproxima da peça de trabalho por cima e qualquer parte da peça que não pode ser acessada por cima pela ferramenta de corte não pode ser usinada. Os rebaixos são a exceção notável a essa regra, mas podem não ser a melhor escolha para todos os casos de uso. As equipes de produto devem alinhar todos os recursos em seu padrão mestre a uma das seis direções principais ou usar uma máquina CNC de 5 eixos para desbloquear recursos mais avançados de fixação da peça.

Algumas outras práticas recomendadas de design CNC para todos os fins para pontos problemáticos comuns incluem:

• Colocar os principais recursos do mesmo lado da peça para reduzir as configurações
• Evitando recursos profundos sempre que possível
• Usar materiais mais macios sempre que possível, pois materiais mais duros levam mais tempo para usinar
• Projetando a peça da forma mais simples possível

Essas práticas recomendadas de projeto CNC são fundamentais para projetar para manufaturabilidade (DFM) e criar peças limpas e funcionais. Projetos otimizados para fabricação também são mais rápidos, fáceis e baratos de fabricar. Uma vez que as equipes de produto dominam o DFM, elas podem mudar sua atenção para considerações especiais para usinagem de peças grandes e usinagem de peças pequenas.

Soluções importantes para usinagem CNC de peças grandes

Os dois desafios mais comuns associados à usinagem de peças grandes são:

• Peças que são simplesmente muito pesadas :A maioria das máquinas CNC tem um limite de peso que não pode ser excedido.
• Peças grandes demais para caber nas dimensões de deslocamento da máquina CNC :peças grandes exigem zonas de trabalho maiores e maior alcance para que a ferramenta acesse todas as dimensões.

Felizmente, existem várias soluções alternativas disponíveis que podem ajudar a aliviar esses pontos problemáticos.

A maneira mais econômica de fabricar uma peça grande e pesada é antecipar os desafios de peso durante o estágio de projeto e dividir a peça em subconjuntos que não excedam o limite de peso da máquina. No entanto, isso adiciona tempo ao processo de fabricação e alguns subconjuntos ainda podem ser muito pesados ​​para os trabalhadores transportarem com segurança. Se necessário, as equipes de produto devem apoiar peças mais pesadas usando suportes estabilizadores para distribuir uniformemente a carga e aliviar a carga na máquina.

Quando se trata de usinar a peça, os operadores podem considerar as dimensões de deslocamento de uma máquina CNC de várias maneiras diferentes, incluindo as seguintes:

• Inclinar a peça para que seus recursos se alinhem com o caminho de deslocamento da máquina e se encaixem melhor no espaço disponível
• Usando um acessório deslizante para fazer furos em peças retangulares longas
• Usando um acessório deslizante de 4º eixo para fazer furos em tubos grandes
• Girando peças redondas grandes para que todos os recursos caibam no envelope de trabalho
• Deslizando e girando a peça para estender os eixos X e Y

Considerações de projeto e como usinar peças pequenas com eficiência

Embora pequenas peças usinadas em CNC sejam mais leves e mais eficientes de produzir, a usinagem personalizada de peças pequenas tem seu quinhão de desafios. Peças pequenas são tecnicamente difíceis de fazer; além disso, a usinagem de peças muito pequenas muitas vezes dificulta a garantia de um produto de alta qualidade. As equipes de produto só podem realizar uma inspeção precisa se puderem ver o que estão fazendo, e os recursos menores que 0,005'' são difíceis de ver a olho nu. Para aumentar esses desafios, a usinagem de peças pequenas também requer equipamentos especializados.

Felizmente, as equipes de produto geralmente precisam fazer apenas alguns pequenos ajustes para superar esses desafios. Desde que o projeto seja otimizado para fabricação, a peça deve ser viável para usinagem CNC. E para garantir que as inspeções de pequenas peças usinadas por CNC sejam precisas, as equipes podem manter um microscópio 3D à mão para ampliar os recursos e os acabamentos da superfície.

Quando se trata de produzir pequenas peças usinadas em CNC, os fabricantes devem usar apenas equipamentos de alta RPM, o que possibilita usar brocas menores e entrar efetivamente nos cantos e recantos da peça.

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É possível criar peças de alta qualidade de muitos materiais, tamanhos e formas usando usinagem CNC, mas as equipes de desenvolvimento de produtos e os maquinistas ainda devem estar atentos ao tamanho da peça. Peças grandes podem ser pesadas e difíceis de usinar, e é difícil para os engenheiros verificarem a qualidade de recursos muito pequenos em peças já pequenas.

As fases de projeto e produção podem ser adaptadas para garantir a produção exata e precisa de peças muito pequenas ou muito grandes. Ao projetar para usinabilidade desde o início e praticar as soluções alternativas mencionadas durante a produção, você pode criar algo incrível - não importa o tamanho.

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