Ao projetar e fabricar novas peças, há muitos fatores a serem considerados para tornar o projeto um sucesso. A empresa espera que novas peças possam ser projetadas e fabricadas da forma mais eficiente possível para manter os custos de produção ideais. Para conseguir isso, os projetistas precisam otimizar o modelo digital do novo centro de usinagem e torno para as peças da máquina.
Cada parte possui recursos essenciais para sua operação, mas outros aspectos do projeto podem precisar ser simplificados ou omitidos. Em alguns casos, os designers incluem recursos desnecessários e figuras geométricas por hábito ou porque não percebem como isso afetará a complexidade da produção. Este artigo se aprofundará em tais questões e como os projetistas de peças podem simplificar a manufatura otimizando os projetos de fresamento e torneamento CNC.
Possíveis problemas de design
As máquinas CNC fazem uma ampla variedade de peças, de brinquedos de plástico a componentes de trens de pouso de aeronaves. As empresas usam a usinagem CNC para manufatura porque ela permite criar geometrias e formas complexas de maneira precisa. No entanto, diferentes máquinas e ferramentas apresentam algumas limitações, que podem surpreender os projetistas se não estiverem preparadas.
As ferramentas de fresamento CNC têm um design cilíndrico como brocas, e sua forma limita as formas geométricas que elas criam. Os projetistas que usam ferramentas grandes para criar cantos agudos podem obter feedback do projeto para capacidade de fabricação (DFM) de que a função não pode ser fabricada conforme o projetado.
Ao usinar peças, as ferramentas de fresamento também têm limitações de profundidade e direção. Os designers que criam geometrias internas excessivamente complexas podem marcar suas peças como erros de DFM.
As ferramentas dos tornos CNC só funcionam dentro de uma determinada amplitude de movimento. Para peças com geometrias mais complexas, a oficina de usinagem usará tornos com ferramentas elétricas ou múltiplas operações de usinagem.
Para evitar tais problemas, otimize o projeto para melhorar a eficiência de fabricação.
Sete chaves para otimizar o projeto de fresamento e torneamento CNC
Os projetistas devem considerar os sete pontos a seguir para garantir que o projeto tenha a melhor compatibilidade com fresamento CNC e tornos antes de enviar para fabricação:
Integre suas configurações de ferramenta e artefato
Cada vez que uma máquina CNC requer uma nova ferramenta ou um maquinista deve reposicionar a peça no fixador da peça ou na fresadora, a produção diminui. Embora esse tempo extra possa não ser um problema ao produzir peças de protótipo limitadas, ele pode acabar gastando muito tempo e dinheiro no processo de produção em massa.
Limitar a profundidade da cavidade
O projetista deve limitar a profundidade da cavidade a quatro vezes o diâmetro da ferramenta de corte. Quanto maior a profundidade, mais tempo e custo são necessários para ferramentas especiais ou processos mais caros. Evite cantos internos agudos
A ferramenta de fresagem deixará um filete na cavidade igual ao diâmetro da ferramenta. Ferramentas menores podem reduzir esses diâmetros, mas isso aumenta o tempo necessário para a usinagem. Para eficiência de fabricação, é melhor projetar cantos internos arredondados com um raio maior para minimizar o número de trocas de ferramentas.
Use tolerâncias padrão sempre que possível
É melhor limitar o número de tolerâncias estreitas no projeto e especificar apenas aquelas necessárias para os recursos principais. Cada tolerância exclusiva especificada no projeto aumenta o tempo e o custo de fabricação.
Combine orifícios de tamanho padrão
Recursos fora do padrão, como furos com menos de 2,5 mm de diâmetro, aumentam o tempo necessário para a fabricação das peças. Se possível, é melhor usar furos de tamanho padrão para reduzir o tempo e o custo no projeto (a menos que recursos não padrão sejam necessários).
Evite paredes finas tanto quanto possível
Para evitar problemas de vibração e integridade durante o processamento das peças, evite cavidades separadas por paredes finas. As paredes de metal são mais finas do que 0,8 mm, os plásticos são mais finos do que 1,5 mm e a velocidade de processamento é mais lenta, o que reduz a precisão e aumenta o tempo de produção.
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Mantenha os furos roscados rasos
A oficina considerou os furos roscados um desafio, então os projetistas deveriam minimizar seu uso. Quando furos rosqueados forem necessários, mantenha o comprimento da rosca no mínimo. O parafuso só precisa girar três voltas para segurá-lo com firmeza, e um parafuso mais profundo aumentará o risco de quebra da face da torneira durante o processamento.
Você também pode ajudar a otimizar os projetos de fresamento e torneamento CNC, escolhendo os materiais com sabedoria. As propriedades do material, como dureza e peso, precisam ser equilibradas com sua trabalhabilidade. Por exemplo, a oficina mecânica pode cortar alumínio mais rápido do que metais mais duros, tornando-o uma escolha mais eficaz. No entanto, dependendo da aplicação da peça, o alumínio pode não ser a melhor escolha.
Uma oficina de usinagem certificada pode aconselhar sobre decisões de projeto e otimizar peças para usinagem CNC.
O que você pode esperar de sua oficina mecânica para ajudar na otimização do projeto
A oficina de usinagem CNC deseja que o projeto seja tão bem-sucedido quanto seus clientes. Eles usam ferramentas de automação e experiência em fabricação para ajudar na otimização do projeto:
Feedback DFM: uma oficina de usinagem de boa reputação fornecerá feedback do projeto de fabricação, destacando todas as áreas problemáticas na peça que são difíceis de fabricar. Consultar seus fornecedores o ajudará a tomar melhores decisões para equilibrar suas prioridades de projeto e custos de fabricação.
Sistema de pedido de peças online: muitas oficinas de usinagem agora usam sistemas de pedido de peças online para seus clientes. O cliente carrega o modelo CAD para o sistema de avaliação, que fornecerá feedback imediato sobre a capacidade de fabricação da peça. Se a loja encontrar um problema com o design, ou se as peças forem aceitáveis, o cliente pode fazer alterações e concluir o pedido. Esse método economiza muito tempo do processo antigo e mais tradicional de solicitação de peças de papel. Além disso, o sistema de avaliação automática apontará problemas que o projetista poderá corrigir antes de enviar a peça para produção.
Representantes de engenharia: algumas oficinas mecânicas usam representantes de vendas com conhecimento de engenharia para ajudar seus clientes a fazer as melhores escolhas de projeto. Você pode otimizar seu projeto respondendo a perguntas-chave antes de enviar peças para produção, desde a seleção de materiais até os requisitos de documentação.
