A lista de verificação de design CNC para manufatura (DFM) definitiva

A usinagem CNC está entre os métodos de fabricação mais populares porque o processo é altamente versátil, repetível e confiável - além disso, é compatível com uma ampla gama de materiais, de madeira e plástico a espuma e metal. As equipes de produto que se concentram no DFM durante toda a fase de projeto podem reduzir drasticamente os tempos de produção e os custos associados às peças usinadas CNC.

Neste guia para download, compilamos oito considerações DFM comuns que devem permanecer em mente ao projetar peças para usinagem CNC. Você pode economizar tempo e custos significativos verificando seu projeto em relação a esta lista antes de enviá-lo para fabricação.

Os 8 principais projetos para considerações de fabricação para usinagem CNC

1. Existem bolsos profundos no design?

Bolsões ou ranhuras profundas e estreitas devem ser usinadas por ferramentas mais longas, e ferramentas mais longas são mais propensas a quebrar e também podem causar trepidação ou vibrações na máquina. Além disso, são necessárias várias passagens para usinar um bolsão profundo, o que aumenta o tempo de usinagem e os custos de fabricação.

Evite projetar peças com bolsos profundos sempre que possível. Se um bolsão profundo não puder ser evitado, engenheiros e projetistas devem diminuir sua profundidade o máximo possível ou aumentar a área da seção transversal do bolsão. Como regra, a profundidade do bolsão não deve exceder 3x o diâmetro da ferramenta usada para fazê-lo. Por exemplo, os bolsos não devem ser mais profundos do que 1,5” ao usar um cortador de 0,5”. Os engenheiros podem ter que ajustar esse valor com base no material que estão usando e nas ferramentas disponíveis.

2. Existem regiões estreitas?

Regiões estreitas são difíceis de fabricar porque o tamanho do cortador é restrito pela menor distância entre as várias faces do recurso. Fresas de diâmetro longo e pequeno são propensas a quebrar e trepidar.

Evite projetar recursos ou faces que sejam muito estreitos para que um cortador passe facilmente. Se regiões estreitas não podem ser evitadas, no entanto, elas não devem ser muito profundas. Lembre-se que a profundidade de qualquer recurso deve ser menor que 3x o diâmetro da ferramenta. Como prática recomendada, as seções de parede devem ter mais de 0,01 polegada de espessura. Uma fresa mais curta com um diâmetro maior também pode ser empregada para reduzir a vibração.

3. Existem cantos internos afiados?

Como todas as brocas CNC são circulares, é difícil conseguir cantos internos afiados. Em vez disso, a broca deixará para trás um bolsão de espaço não usinado chamado raio de canto interno. É possível usinar cantos internos afiados usando soluções alternativas, como usinagem por descarga elétrica, mas esses métodos tendem a ser caros.

Evite cantos internos afiados sempre que possível. Idealmente, um raio de canto precisa ser um pouco maior que o cortador. Se um raio de canto tiver o mesmo diâmetro da fresa usada para formá-lo, pode causar trepidação e desgaste prematuro da ferramenta.

Aumentar os raios de canto além do valor padrão em apenas 0,005” pode dar à ferramenta espaço suficiente para se movimentar e seguir um caminho mais circular.

4. Existem recursos inacessíveis?

Recursos inacessíveis, como rebaixos que se abrem dentro de outro bolsão ou bolsões com tiragens negativas, demoram mais para usinar - se é que são possíveis - porque a ferramenta de corte não pode acessá-los facilmente, o que, por sua vez, aumenta os custos.

Você deve garantir que uma ferramenta de corte tenha acesso total a todos os recursos de uma peça sem ser bloqueada por outro recurso.

5. Existem filetes externos?

Os filetes externos, ou filetes nas bordas superiores dos bolsões, ressaltos e ranhuras, exigem um cortador excepcionalmente afiado e uma configuração precisa. Ambos os requisitos podem ser proibitivamente caros para algumas equipes de produto. Para evitar esses custos, chanfrar ou chanfrar — em vez de filetear — as bordas externas dos recursos.

6. As paredes da peça são muito finas?

Quando se trata de usinagem CNC com metal, paredes finas aumentam a vibração, o que pode comprometer a precisão do processo de usinagem e o acabamento superficial da peça. Com plásticos, paredes finas podem causar deformação e amolecimento. Como tal, você deve fazer o possível para evitar projetar peças com paredes finas.

A espessura de parede mínima ideal para metais é de 0,8 mm para metais e 1,5 mm para plásticos. Você pode conseguir seções mais finas sem risco significativo, mas isso precisa ser avaliado caso a caso.

7. Existem furos de fundo chato?

Furos de fundo chato exigem operações de usinagem avançadas e geralmente causam problemas na linha de operações subsequentes, como alargamento. Evite criar furos cegos com fundo plano – especialmente furos pequenos – e, em vez disso, use uma broca helicoidal padrão para criar furos com fundo em forma de cone. Os ângulos dos cones são geralmente 118° ou 135°.

8. As brocas da máquina CNC podem entrar e sair facilmente?

Uma ponta de broca irá se deslocar quando entrar em contato com a superfície do material se essa superfície não for perpendicular ao eixo da broca. Além disso, rebarbas de saída irregulares ao redor do orifício de saída dificultarão a remoção da rebarba. Para facilitar a entrada e saída, evite projetar recursos de furo com faces inicial e final que não sejam perpendiculares ao eixo da broca.

Recapitulação de todas as 8 considerações de projeto para usinagem CNC

1. Evite projetar peças com cavidades profundas sempre que possível, pois cavidades estreitas e profundas podem aumentar o tempo e o custo da usinagem.
2. Evite projetar recursos ou faces que sejam muito estreitos para que um cortador passe facilmente para evitar a quebra e vibração da ferramenta.
3. Cantos radiados (centro) ou "ossos de cachorro" (direita) são boas alternativas para cantos internos afiados.
4. Certifique-se de que uma ferramenta de corte tenha acesso total a todos os recursos de uma peça sem ser bloqueada por outro recurso
5. Evite filetes externos (mostrado à esquerda) e opte por bordas chanfradas (direita) para economizar tempo e custo.
6. Evite projetar paredes finas, pois elas aumentam a vibração em metais e causam deformação ou amolecimento em plásticos.
7. Evite furos de fundo chato que podem causar problemas para operações subsequentes, como alargamento.
8. Sempre que possível, projete os recursos do furo com as faces inicial e final perpendiculares ao acesso da broca.

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