Análise Completa de Usinagem CNC: Estrutura, Fabrilidade, Precisão e Especificações Técnicas

A análise de fabrilidade de peças usinadas CNC inclui principalmente três partes: análise do desenho da peça do produto, análise de fabrilidade estrutural e análise de precisão e requisitos técnicos da peça.

(1) Análise do Desenho da Peça

①O método de cotação no desenho da peça deve adaptar-se às características da usinagem CNC. Como mostrado na Figura (A), a cotação no desenho de peça CNC deve ser marcada com mesma referência ou tamanho de coordenada dado diretamente. Este método não só facilita programação, mas também coordenação mútua entre dimensões, favorecendo unificação de referências de projeto, processo, medição e origem de programação. Ao cotar, projetistas geralmente consideram mais características de montagem e uso, então frequentemente usam método de cotação parcialmente dispersa como Figura (B), trazendo inconvenientes para arranjo de processo e controle numérico. Devido à alta precisão e reposicionamento repetido da usinagem CNC, características de uso não serão danificadas por grandes erros cumulativos. Portanto, método de cotação dispersa pode ser alterado para mesma referência ou cotação direta de coordenadas.

②Analisar desenhos de projeto das peças processadas, dividir superfícies usinadas em importantes e menores segundo tolerâncias dimensionais, geométricas e outras informações, encontrar referências de projeto, e seguir princípio de seleção de referência para determinar referência de posicionamento de usinagem, analisar se blank da peça é conveniente para posicionamento e fixação, se seleção de método e ponto de fixação atrapalha movimento da ferramenta, se deformação de fixação afeta qualidade, etc. Fornecer base para posicionamento, instalação e projeto de dispositivos.

③Condições (tangência, interseção, perpendicularidade, paralelismo) dos elementos geométricos (pontos, linhas, superfícies) que constituem contorno da peça são base importante para programação CNC. Na programação manual, coordenadas de cada nó devem ser calculadas segundo estas condições; na automática, todos elementos geométricos devem ser definidos segundo estas condições. Não importa qual condição seja obscura, programação não será possível. Portanto, ao analisar desenhos, deve-se verificar se condições dadas dos elementos geométricos são suficientes, e resolver problemas com projetista se encontrados.

(2) Análise de Fabrilidade Estrutural das Peças

①Cavidade interna e forma das peças devem adotar tipos e tamanhos geométricos uniformes quanto possível, para reduzir especificações de ferramentas e número de trocas, facilitar programação e melhorar eficiência.

②Raio de arredondamento do sulco interno determina tamanho do diâmetro da ferramenta, então raio do arredondamento interno não deve ser muito pequeno. Para peças mostradas na figura, qualidade de estrutura e fabrilidade relaciona-se a fatores como altura do contorno usinado e raio do arco do canto. Figura (b) Comparada com (a), raio do arco R é maior, e fresa de topo com diâmetro maior pode ser usada; ao usinar plano, número de avanços também reduz correspondentemente, e qualidade de superfície será melhor, então fabrilidade é melhor. Contrariamente, fabrilidade é pobre. Geralmente, quando R<0,2H (H é altura máxima da superfície de contorno a ser usinada), julga-se que fabrilidade desta parte não é boa.

③Quando peça fresa plano de fundo do sulco, raio do arredondamento do fundo r não deve ser muito grande. Como mostrado, diâmetro máximo de contato entre face da fresa e plano de fresamento é d=D-2r (D é diâmetro da fresa). Quando D constante, maior r, menor área de fresamento da face da fresa. Menor capacidade planar, menor eficiência, pior fabrilidade. Quando r atinge certo nível, até fresa esférica se faz necessária, o que deve ser evitado.

④Sempre que possível, usinagem de todas as superfícies usináveis deve ser concluída em uma fixação. Para isso, deve-se selecionar método de posicionamento que facilite processamento de cada superfície; se segunda fixação for necessária, posicionamento de referência unificada deve ser adotado. Se não houver datum de posicionamento unificado na usinagem CNC, erros ocorrerão devido à reinstalação da peça, tornando posições e dimensões de contorno nas duas faces inconsistentes. Portanto, para garantir precisão de posição relativa após processo de segunda fixação, datum de posicionamento unificado deve ser usado.

3) Análise de Precisão e Requisitos Técnicos das Peças

1) Analisar se precisão da peça e vários requisitos técnicos estão completos e razoáveis. Para superfície usinada por torneamento CNC, requisitos de precisão devem ser o mais consistentes possível, para que ferramenta final processe continuamente.

2) Analisar se precisão de usinagem CNC no processo atende requisitos dos desenhos. Atenção para deixar sobremetal suficiente para processos subsequentes.

3) Identificar superfícies com maior precisão de posição no desenho, e determinar se podem ser concluídas em uma instalação.

4) Para superfícies ou superfícies simétricas que requerem alta rugosidade superficial, determinar uso de função de velocidade de corte constante.