Projetando Peças para Usinagem CNC em Pequenos Lotes: Aumente Precisão e Velocidade

Nos últimos anos, a usinagem CNC mudou completamente as práticas de oficina. Quase qualquer indústria que depende de usinagem CNC de peças usa máquinas-ferramenta CNC de alta precisão, ou depende de serviços de usinagem profissionais, que processam matérias-primas em peças de usinagem personalizadas e as processam em peças individuais. Abre um mundo totalmente novo de possibilidades para designers que projetam peças mecânicas pequenas e médias produzidas em massa.

Esta consideração antecipada ajuda a reduzir tempo e despesa no processo de fabricação, o que é crítico ao encomendar milhares de peças.

Se a peça é um protótipo, então o design apressado pode resultar em custos de produção caros e múltiplos redesenhos antes da transição para produção em massa. Para evitar esses problemas, considere algumas diretrizes de design antes de enviar uma cotação de usinagem CNC em pequenos lotes para fabricação.

Considerações de Preço

A oficina de máquinas determinará o preço definido para preparar qualquer ordem de produção. Os dados precisam ser analisados e programados na máquina. Em seguida, os operadores preparam seu trabalho e usam os fixadores e ferramentas apropriados para configurar o projeto. Esses custos são distribuídos entre as unidades no pedido. Quanto menor o pedido, maior o custo de configuração por unidade. Além disso, encomendar quantidades menores de materiais requer mais investimento por unidade do que encomendar materiais em grandes quantidades.

Outra consideração de despesa para pedidos menores tem a ver com como a oficina de máquinas processa o pedido. Quanto maior o pedido, mais a oficina procurará maneiras de melhorar a eficiência de produção. No entanto, esses métodos não são econômicos em produção de pequenos lotes, porque a produção de pequenos lotes será produzida de uma só vez, aumentando assim o custo unitário.

Critérios de Design

Existem algumas estratégias de design a ter em mente para tornar as peças mais fáceis de fabricar:

Ângulo Interno:

Quanto mais afiado o canto interno da peça, menor a ferramenta. Ferramentas menores significam que mais passagens de fresamento são necessárias para remover material, o que aumenta tempo e custo. Os operadores podem usar ferramentas maiores para fresar peças de design para acelerar o processo de usinagem. Isso pode ser alcançado especificando cantos arredondados maiores em vez de cantos internos afiados.

Furo

Operadores de máquina usam brocas e fresas de topo para usinar peças CNC. Ao determinar o diâmetro do furo no design, use uma broca padrão de tamanho padrão medida em unidades métricas ou imperiais como guia. Tecnicamente, qualquer diâmetro pode exceder um milímetro. Quando um furo muito permissivo é necessário, engenheiros podem usar alargadores de acabamento e brocas de alargamento. É recomendado para furos com diâmetro padrão de menos de cerca de 20 mm.

Roscas

Para o design de peças usinadas CNC, o tamanho de rosca recomendado é M6 ou maior, mas o mínimo pode ser apenas M2. O operador da máquina usa uma ferramenta de rosca CNC para cortar a rosca até M6, reduzindo assim o risco de interrupção do macho. Pode ser cortado em machos e matrizes M2.

O comprimento de rosca recomendado e o diâmetro nominal mínimo são 1,5 vezes. Para todas as roscas abaixo de M6, você precisa adicionar um comprimento sem rosca igual a 1,5 vezes seu diâmetro nominal no fundo do furo. Para roscas maiores que M6, o furo pode ser roscado por todo o comprimento.

Aresta Interna

O raio de canto vertical recomendado da aresta interna é um terço ou mais da profundidade da cavidade. Ao usar o raio de canto recomendado, uma ferramenta de diâmetro que atenda às diretrizes de profundidade de cavidade recomendadas será usada. O raio de canto é ligeiramente maior que o número recomendado, e pode ser cortado ao longo de um caminho circular em vez de um ângulo de 90 graus, o que proporciona um excelente acabamento para peças usinadas CNC.

Profundidade da Cavidade

Ferramentas de corte CNC não podem alcançar a superfície interna além de uma certa profundidade. Para evitar criar designs que não podem ser usinados, limite a profundidade da cavidade a quatro vezes a largura da ferramenta.

Alinhamento de Características

A forma e o contorno da peça determinarão o método de processamento e a quantidade de configuração necessária. Quanto mais complexa a peça, maior o custo de fabricação. Simplificar o design reduzirá a quantidade de reposicionamento necessário durante o processamento. Reposicionar peças não apenas aumenta o tempo e custo de fabricação, mas também introduz erros de posicionamento.

Não Sobredimensione Tolerâncias:

Peças com tolerâncias específicas são mais caras de produzir do que peças que dependem de tolerâncias padrão. Em alguns casos, essas tolerâncias adicionais são escolhidas por repetições, não porque o design em si as exija. Se seu design não requer tolerâncias especiais, por favor, não as use.

Se você quer tolerâncias mais apertadas, então também deve esperar custos mais altos. Quanto maiores seus requisitos, maior o tempo de usinagem CNC das peças, e máquinas-ferramenta CNC mais avançadas e equipamentos de inspeção devem ser usados.

Material E Acabamento Superficial:

Agora, o custo dos materiais é mais volátil do que nunca. O material que você escolher não apenas pode reduzir o custo geral de produção, mas também encurtar o tempo de produção (dependendo de sua disponibilidade). Acabamento superficial também aumentará custos, então se suas peças não requerem um acabamento único, por favor, não o solicite.

Parede Fina

Idealmente, a parede de uma peça usinada CNC deve ser de pelo menos 0,8 mm para metal e 1,5 mm para plástico, embora seja tecnicamente possível usar uma espessura de 0,5 mm.

Paredes mais finas aumentarão a vibração durante a usinagem e reduzirão a precisão. Paredes plásticas mais finas também podem empenar devido a tensão residual, ou ajustar devido ao aumento de temperatura.

Desenhos:

Incluir desenhos de engenharia de fabricação no modelo CAD ajudará a acelerar o tempo de configuração especificando roscas, tolerâncias específicas, acabamento superficial ou outras notas e instruções.

Lembre-se, os requisitos da peça final determinam o design. Estas diretrizes apenas ilustram como economizar tempo e dinheiro quando o design da peça permite. A melhor opção é trabalhar com uma oficina de usinagem CNC para projetar as peças mais econômicas para pedidos de pequenos lotes.

A SANS Machining tem grandes vantagens em peças usinadas de pequeno volume, fornecemos principalmente serviço de usinagem para indústria de automação personalizada e empresa comercial industrial. Então, se você tem projeto relacionado, bem-vindo a enviar desenho para nós para cotação gratuita.