Conhecimento sobre filetes em usinagem CNC

As peças de metal recém-processadas podem ficar com bordas mais afiadas do que o usuário final esperava, a menos que o design torne essas bordas afiadas suaves. Filetes e chanfros são geralmente adicionados a modelos sólidos para torná-los bonitos e eliminar cantos e arestas vivas. Muitos engenheiros usam facilmente esses recursos em seus modelos CAD para melhorar a funcionalidade e aprimorar o design. Para criar uma quebra de aresta, o desenho deve incorporar arestas inclinadas ou chanfradas e cantos arredondados chamados filetes.

O que é um filé?

Na engenharia mecânica, os maquinistas referem-se a cantos arredondados como peças circulares projetadas dentro ou fora das bordas.

São três tipos de mecânica de filetes:filete chanfrado, filete côncavo e filete convexo. Por dentro, os filés são côncavos, enquanto por fora, são convexos. Os engenheiros usam filetes para reduzir o estresse nas peças. Portanto, o filete ajuda a distribuir a tensão na superfície maior e evita que a parte da tensão se deforme rapidamente.

Quando o projeto precisa eliminar arestas vivas e baixa concentração de tensão, a engenharia de filete é a melhor escolha para os maquinistas.

Um fillet é uma aresta circular ou canto de uma peça. Os filetes ajudam a reduzir o estresse e distribuí-lo por uma superfície maior, melhorando assim a capacidade de carga e ajudando a evitar a deformação rápida das peças de pressão. O filete côncavo está localizado dentro da peça, enquanto o filete convexo está localizado fora. Por exemplo, quando uma parede vertical encontra uma superfície inclinada dentro de uma peça, um fillet também pode criar uma transição entre recursos.

Filés e outros recursos de design

Os filetes são facilmente confundidos com outros recursos de projeto, como raio de filete, chanfro e chanfro. Todos esses recursos criam um design semelhante no qual as bordas afiadas são quebradas de alguma forma. O fillet é um recurso de fratura de aresta viva que adiciona um raio côncavo ou convexo ao canto interno de uma peça. Os filetes são diferentes dos chanfros e chanfros porque não têm raio. O chanfro geralmente é um ângulo de 45 graus adicionado à aresta do projeto do recurso. E a inclinação é uma inclinação de uma borda horizontal ou vertical. O raio do filete circula no canto interno da peça fabricada e o raio do filete circula no canto externo da peça fabricada.

Usos não benéficos de filés

1. Não projete filetes para peças impressas em 3D

Como a impressão 3D é um processo aditivo, não há necessidade de supor que a ferramenta precise se mover pela peça e remover material para projetar a peça, e o designer pode usar mais livremente geometrias complexas e incomuns. Às vezes, os filetes são adicionados em áreas onde a geometria muda drasticamente para eliminar a tensão, mas raramente são necessários. Os bolsos e recursos internos da unidade de impressão podem ser inclinados ou pontiagudos, e você pode até ter uma cavidade completamente cercada pelo material circundante!

2. Não projete filetes para a borda inferior

O arredondamento da aresta inferior de uma ranhura, parede, furo cego ou recurso de ressalto pode ser usado para melhorar a estética da peça ou aumentar a resistência do recurso (reduzindo a concentração de tensão). No entanto, cantos arredondados nesses locais exigem o uso de fresas de topo esféricas e sempre tornarão sua peça mais cara do que os recursos inferiores. Isso ocorre porque a programação dessa geometria geralmente requer uma operação de usinagem 3D (requer um tempo maior para discar). Além disso, as fresas de topo esféricas são inerentemente mais frágeis que as fresas de topo quadradas e devem ser processadas a uma velocidade mais lenta.

Foi provado que modificações em outras características geométricas, como a profundidade do furo ou a proximidade do furo com outras características de remoção de volume, têm um impacto maior sobre a tensão no fundo do furo ou cavidade do que o filete na extremidade. fundo. Além disso, as alterações de projeto que modificam esses recursos serão mais econômicas do que adicionar filetes complexos na parte inferior da cavidade.

Utilização ideal de filés

Extremidade da peça

Para evitar acidentes durante o manuseio e inspeção, é mais seguro quebrar todas as arestas do projeto da peça. No entanto, chanfrar nem sempre é a melhor escolha para arestas de peças. Bordas afiadas podem causar ferimentos durante o manuseio. Portanto, neste caso, pode ser necessário selecionar um filete.

Ao projetar peças com acabamento, é uma boa maneira de o CNC fazer o filete das bordas dessas áreas, para que a aparência de suas peças possa ser integrada sem problemas sem transição áspera. Como os filetes cosméticos não fornecem propriedades mecânicas ou de resistência, você deve adicionar filetes cosméticos após determinar a geometria restante. No entanto, essas funções devem ser usadas com cautela, pois afetam o custo dos componentes usinados.

Extremidades internas entre paredes verticais

Para cortar por rotação de alta velocidade, todas as ferramentas CNC são circulares e axissimétricas, por isso é impossível cortar um ângulo quadrado entre duas paredes verticais. Qualquer aresta onde duas paredes verticais se cruzam em um ângulo menor que 180° precisa ser arredondada.

Extremidades internas entre superfícies inclinadas/orgânicas

Como no primeiro caso desta seção, cantos arredondados também são necessários para arestas menores que 180° entre superfícies angulares ou orgânicas. Se essas arestas não forem completamente verticais, elas serão cortadas com uma fresa de topo esférica, e o raio da ferramenta é o tamanho mínimo de filete que pode ser deixado entre as superfícies.

Parede vertical + bisel / superfície curva / superfície orgânica

Na combinação do primeiro e segundo casos, quando a parede vertical da sua peça encontra a superfície inclinada, curva ou orgânica abaixo dela, você precisa incluir filetes.

Conclusão

Os filetes na fabricação destinam-se a arredondar bordas ou cantos vivos.

O filete é processado usando uma ferramenta de filete CNC ou ferramenta de filete similar, que forma um círculo convexo ou côncavo na interseção de duas superfícies.

Um filete é uma superfície circular e um chanfro é uma superfície plana. Ambos estão entre as interseções das duas superfícies.

Os filetes proporcionam melhor alívio da concentração de tensão do que os chanfros.

Embora os filetes possam aumentar uma área superficial da seção transversal desprezível, sua principal vantagem é que eles reduzem a concentração de tensão na área em que são aplicados.