Como o Raio de Canto Interno Influencia a Precisão da Usinagem CNC

Quando se trata de fabricação de metais, todo tipo de maquinário tem limitações quanto a tamanho, ângulos, curvas e contornos que podem ser alcançados. A usinagem CNC não é diferente. O raio de canto interno (corner radius) em usinagem CNC refere-se ao raio interno dos cantos da sua peça.

Além das restrições de tamanho do que máquinas CNC podem acomodar, outra consideração importante é o raio de canto. Os raios de canto que você escolhe para seu design podem ter efeito dramático na eficiência da usinagem — e na qualidade final do acabamento da peça usinada.

Este artigo aprofunda o conceito de raio de canto na usinagem CNC e como escolher os raios ideais para seus requisitos e orçamento.

O que é Raio de Canto (Corner Radius)?

Na usinagem CNC, raio de canto refere-se ao raio interno dos cantos da sua peça.

Todas as ferramentas de fresamento CNC têm formato cilíndrico e criam um raio ao cortar um bolso interno. O raio da ferramenta usada no processo CNC determina quais raios de canto são possíveis.

Por que o Raio de Canto Importa?

O raio de canto é extremamente importante na usinagem CNC, pois afeta diretamente a qualidade da usinagem alcançável, bem como o tempo necessário para usinar a peça.

Ao usinar recursos internos, o raio de canto que você tenta alcançar impacta o acabamento interno da peça. Tentar obter um raio de canto apertado em relação ao raio da ferramenta aumenta o engate da ferramenta com as laterais internas, diminuindo a qualidade do acabamento.

É possível que o caminho da ferramenta vire a 90 graus para criar um raio de canto igual ao raio da ferramenta (o mínimo possível). Porém, não é recomendado, pois causa grande tensão tanto na ferramenta quanto na peça. Quando a ferramenta atinge o canto, precisa parar e pivotar. Isso pode criar marcas de vibração (chatter marks) e reduzir a velocidade de corte. É possível usar ferramenta menor para raios mais apertados, mas ferramentas menores têm ressalvas.

Ferramentas maiores produzem raios maiores, mas operam mais rápido, diminuindo o tempo de usinagem. Portanto, ferramentas menores levam a custos maiores. Ferramentas menores também são mais limitadas na profundidade do recurso (profundidade do bolso) que podem alcançar. Isso cria uma relação inversa entre raios de canto e profundidade do recurso.

Em resumo, usar os maiores raios possíveis para seu design aumentará a qualidade do acabamento superficial e reduzirá custos de usinagem. Ferramentas maiores que criam raios maiores operam mais rápido e diminuem custos.

Requisitos Mínimos para Raios de Canto

Existe requisito mínimo para raios de canto, pois a ferramenta não consegue fisicamente entrar em um canto de 90° menor que seu raio, como mostra a imagem abaixo.

Para entender melhor por que o engate da ferramenta aumenta, vejamos os caminhos de ferramenta necessários para formar cantos agudos. Aqui está um GIF ilustrando o engate da ferramenta baseado no raio de canto.

O GIF mostra dois raios de canto diferentes. A linha vermelha indica o caminho da ferramenta, e a área amarela destaca o engate da ferramenta.

Na primeira instância, o caminho é de 90 graus, mostrando ampla área amarela de engate.

A segunda sequência mostra um caminho mais arredondado, com área amarela menor, representando menos engate. O engate aumentado coloca mais tensão no material e ferramenta, resultando em menor qualidade de acabamento.

Esta segunda sequência ilustra um raio de canto drasticamente maior com arco maior no caminho da ferramenta. Um raio de canto maior diminui drasticamente as forças de corte na ferramenta e melhora o acabamento. Também permite tempo de corte reduzido e, portanto, custo reduzido.

Comparando Diferentes Raios de Canto com a Mesma Ferramenta

Abaixo, um GIF de amostra mostra quatro raios de canto diferentes, todos alcançados com a mesma ferramenta.

• Verde = maior ângulo no caminho da ferramenta, opção ideal
• Amarelo = raio adequado, porém 200% do raio da ferramenta é o melhor
• Laranja = raio de 120% da ferramenta não é ideal
• Vermelho = raio não recomendado, resulta em acabamento superficial ruim

Como Escolher um Raio de Canto?

Como abordado, o raio de canto escolhido afeta dramaticamente a eficiência da usinagem e a qualidade do resultado.

A tabela abaixo apresenta os valores mínimos de raio recomendados para uma profundidade de recurso.

A coluna "Raio Mínimo Recomendado" indica valores para os quais temos processos que funcionam bem. "Raio Mínimo" é o mínimo teórico alcançável, mas abaixo do recomendado; se escolhido, o custo aumenta e a qualidade do acabamento pode sofrer.

Sempre recomendamos manter os raios o maiores possível.

Profundidade do Recurso	Raio Mínimo	Raio Mínimo Recomendado
0,47" (11,938 mm)	0,016" (0,406 mm)	0,031" (0,787 mm)
0,75" (19,05 mm)	0,032" (0,813 mm)	0,063" (1,6 mm)
2" (50,8 mm)	0,063" (1,6 mm)	0,094" (2,388 mm)
3" (76,2 mm)	0,125" (3,175 mm)	0,15" (3,81 mm)
3,25" (82,55 mm)	0,25" (6,35 mm)	0,275" (6,985 mm)
4,25" (107,95 mm)	0,3" (7,62 mm)	0,325" (8,255 mm)
5,75" (146,05 mm)	0,75" (19,05 mm)	0,8" (20,23 mm)

Conclusão

Ao projetar peças usinadas CNC, você precisará balancear seus requisitos com as restrições do ferramental. E, claro, o orçamento frequentemente entra em jogo.

O objetivo deste artigo é explicar como o raio de canto é uma consideração importante ao criar designs de peças e gabinetes usinados CNC, pois os raios escolhidos afetam diretamente o tempo de usinagem e o custo do projeto.

Ainda com dúvidas? Não se preocupe — nossa equipe de Engenharia e Serviços de Design CNC está aqui para ajudar. Entre em contato para discutir seu design e requisitos finais. Nossa missão é encontrar uma solução que funcione para você, mantendo seus projetos em andamento e cumprindo prazos.