{"id":1263,"date":"2024-11-27T11:50:32","date_gmt":"2024-11-27T03:50:32","guid":{"rendered":"https:\/\/chiggofactory.com\/?p=1263"},"modified":"2024-12-06T15:59:07","modified_gmt":"2024-12-06T07:59:07","slug":"a-complete-design-guide-to-cnc-machining","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/chiggofactory.com\/pt\/a-complete-design-guide-to-cnc-machining\/","title":{"rendered":"Um guia de design completo para usinagem CNC"},"content":{"rendered":"\n
O design desempenha um papel fundamental na usinagem CNC<\/a>, pois estabelece a base para todo o processo de fabrica\u00e7\u00e3o. Como \u00e9 sabido, a usinagem CNC utiliza m\u00e1quinas controladas por computador para remover com precis\u00e3o o material de uma pe\u00e7a. O processo \u00e9 altamente vers\u00e1til, repet\u00edvel e preciso \u2013 al\u00e9m disso, \u00e9 compat\u00edvel com uma ampla variedade de materiais, desde espuma e pl\u00e1stico at\u00e9 madeira e metal.<\/p>\n\n\n\n Alcan\u00e7ar esses recursos depende muito do projeto para usinagem CNC. O design eficaz n\u00e3o apenas garante a qualidade da pe\u00e7a, mas tamb\u00e9m economiza custos de produ\u00e7\u00e3o e tempo associados \u00e0s pe\u00e7as usinadas CNC.<\/p>\n\n\n\n Neste guia, discutiremos restri\u00e7\u00f5es de projeto e forneceremos regras de projeto acion\u00e1veis \u200b\u200be valores recomendados para os recursos mais comuns encontrados na usinagem CNC. Essas diretrizes o ajudar\u00e3o a obter os melhores resultados para suas pe\u00e7as.<\/p>\n\n\n\n Para projetar adequadamente pe\u00e7as para usinagem CNC, devemos primeiro ter uma compreens\u00e3o clara das diversas restri\u00e7\u00f5es de projeto inerentes ao processo. Estas restri\u00e7\u00f5es surgem naturalmente da mec\u00e2nica do processo de corte e dizem principalmente respeito aos seguintes aspectos:<\/p>\n\n\n\n A maioria das ferramentas de corte para usinagem CNC tem formato cil\u00edndrico e comprimento de corte limitado. Ao remover material de uma pe\u00e7a, essas ferramentas de corte transferem sua geometria para a pe\u00e7a. Isso significa que os cantos internos de uma pe\u00e7a CNC sempre ter\u00e3o um raio, n\u00e3o importa qu\u00e3o pequena seja a ferramenta de corte. Al\u00e9m disso, o comprimento da ferramenta limita a profundidade m\u00e1xima que pode ser usinada. Ferramentas mais longas geralmente apresentam rigidez reduzida, o que pode causar vibra\u00e7\u00e3o ou deforma\u00e7\u00e3o.<\/p>\n\n\n\n Para remover material, a ferramenta de corte deve aproximar-se diretamente da pe\u00e7a de trabalho. Superf\u00edcies ou recursos que n\u00e3o podem ser alcan\u00e7ados por uma ferramenta de corte n\u00e3o podem ser usinados CNC. Por exemplo, estruturas internas complexas, especialmente quando h\u00e1 v\u00e1rios \u00e2ngulos ou recursos dentro de uma pe\u00e7a sendo bloqueados por outro recurso ou quando h\u00e1 uma grande propor\u00e7\u00e3o entre profundidade e largura, podem dificultar o alcance da ferramenta em determinadas \u00e1reas. As m\u00e1quinas CNC de cinco eixos podem aliviar algumas dessas limita\u00e7\u00f5es de acesso \u00e0 ferramenta girando e inclinando a pe\u00e7a de trabalho, mas n\u00e3o podem eliminar completamente todas as restri\u00e7\u00f5es, especialmente quest\u00f5es como a vibra\u00e7\u00e3o da ferramenta.<\/p>\n\n\n\n Assim como a pe\u00e7a, a ferramenta de corte pode deformar-se ou vibrar durante a usinagem. Isso pode resultar em toler\u00e2ncias mais frouxas, aumento da rugosidade da superf\u00edcie e at\u00e9 mesmo quebra da ferramenta durante o processo de fabrica\u00e7\u00e3o. Esse problema se torna mais pronunciado quando a rela\u00e7\u00e3o entre o comprimento da ferramenta e seu di\u00e2metro aumenta ou ao cortar materiais de alta dureza.<\/p>\n\n\n\n Devido \u00e0 quantidade significativa de calor gerado durante o processo de usinagem e \u00e0s fortes for\u00e7as de corte envolvidas, materiais com baixa rigidez (como certos pl\u00e1sticos ou metais macios) e estruturas de paredes finas s\u00e3o propensos \u00e0 deforma\u00e7\u00e3o durante a usinagem.<\/p>\n\n\n\n A geometria de uma pe\u00e7a determina como ela ser\u00e1 fixada na m\u00e1quina CNC e o n\u00famero de configura\u00e7\u00f5es necess\u00e1rias. Pe\u00e7as de trabalho complexas ou de formato irregular podem ser dif\u00edceis de fixar e podem exigir acess\u00f3rios especiais, o que pode aumentar os custos e o tempo de usinagem. Al\u00e9m disso, ao reposicionar manualmente o suporte de trabalho, existe o risco de introduzir erros de posicionamento pequenos, mas n\u00e3o negligenci\u00e1veis.<\/p>\n\n\n\n Agora \u00e9 hora de traduzir essas restri\u00e7\u00f5es em regras de design acion\u00e1veis. N\u00e3o existe um padr\u00e3o universalmente aceito no mundo da usinagem CNC, principalmente porque a ind\u00fastria e as m\u00e1quinas utilizadas est\u00e3o sempre evoluindo. No entanto, as pr\u00e1ticas de tratamento a longo prazo acumularam experi\u00eancia e dados suficientes. As diretrizes a seguir resumem os valores recomendados e vi\u00e1veis \u200b\u200bpara os recursos mais comuns de pe\u00e7as usinadas CNC.<\/p>\n\n\n\n Geralmente \u00e9 aconselh\u00e1vel evitar cantos internos afiados. A maioria das ferramentas CNC s\u00e3o cil\u00edndricas, dificultando a obten\u00e7\u00e3o de \u00e2ngulos internos n\u00edtidos. Utilizar os raios de canto internos recomendados permite que a ferramenta siga um caminho circular, o que reduz pontos de concentra\u00e7\u00e3o de tens\u00e3o e marcas de usinagem, resultando em melhor acabamento superficial. Isso tamb\u00e9m garante que sejam utilizadas ferramentas de tamanho adequado, evitando que sejam muito grandes ou muito pequenas, mantendo assim a precis\u00e3o e a efici\u00eancia da usinagem. Para \u00e2ngulos agudos de 90 graus, \u00e9 recomendado usar cortadores de ranhura em T ou corte de arame em vez de reduzir os raios dos cantos.<\/p>\n\n\n\n As ferramentas de fresagem de topo normalmente t\u00eam arestas de corte inferiores planas ou ligeiramente arredondadas. Se o raio inferior projetado estiver alinhado com o valor recomendado, fresas de topo padr\u00e3o podem ser usadas para usinagem. Este projeto \u00e9 preferido pelos maquinistas porque permite o uso de ferramentas amplamente dispon\u00edveis e f\u00e1ceis de usar, o que ajuda a equilibrar os custos de processamento e a qualidade na maioria dos casos. Embora as fresas de topo esf\u00e9rico possam acomodar qualquer raio inferior, elas podem aumentar o tempo e os custos de usinagem devido ao seu formato.<\/p>\n\n\n\n As m\u00e1quinas CNC t\u00eam limites para usinar paredes muito finas, porque a diminui\u00e7\u00e3o da espessura da parede afeta a rigidez do material e reduz a precis\u00e3o alcan\u00e7\u00e1vel, causando potencialmente aumento de vibra\u00e7\u00f5es durante a usinagem. Os valores recomendados e vi\u00e1veis \u200b\u200bmencionados acima devem ser avaliados cuidadosamente caso a caso, pois os materiais diferem em dureza e propriedades mec\u00e2nicas. Para paredes mais finas, processos alternativos, como a fabrica\u00e7\u00e3o de chapas met\u00e1licas, podem ser prefer\u00edveis.<\/p>\n\n\n\n Os furos s\u00e3o usinados usando uma broca ou uma ferramenta de fresa de topo. As brocas est\u00e3o dispon\u00edveis em tamanhos padr\u00e3o bem definidos em unidades m\u00e9tricas e imperiais. Os projetistas normalmente especificam os tamanhos dos furos com base nesses di\u00e2metros padr\u00e3o para garantir que as ferramentas adequadas estejam prontamente dispon\u00edveis. Esta pr\u00e1tica evita a necessidade de ferramentas personalizadas e pode resultar em economias de custos significativas, especialmente para furos de alta precis\u00e3o com di\u00e2metros menores que 20 mm, onde o uso de um di\u00e2metro padr\u00e3o \u00e9 fortemente recomendado.<\/p>\n\n\n\n Quando o di\u00e2metro de um furo n\u00e3o est\u00e1 alinhado com o tamanho da broca padr\u00e3o, uma ferramenta de fresa de topo \u00e9 usada. Por\u00e9m, ao usinar furos n\u00e3o padronizados com fresa de topo, \u00e9 importante seguir a profundidade m\u00e1xima de cavidade recomendada para garantir a estabilidade e a qualidade do processo de usinagem. Se a profundidade do furo exceder o m\u00e1ximo recomendado, poder\u00e3o ser necess\u00e1rias brocas especializadas. 10 vezes o di\u00e2metro nominal \u00e9 t\u00edpico e 40 vezes o di\u00e2metro nominal \u00e9 vi\u00e1vel.<\/p>\n\n\n\n As brocas normalmente criam furos cegos com piso c\u00f4nico (em um \u00e2ngulo de 135 graus), enquanto os furos usinados com uma fresa de topo t\u00eam fundo plano. Na usinagem CNC, geralmente n\u00e3o h\u00e1 prefer\u00eancia entre furos passantes e furos cegos, o que significa que os projetistas escolhem o tipo de furo com base nas necessidades ou funcionalidades espec\u00edficas do projeto.<\/p>\n\n\n\n Para uma usinagem ideal, as profundidades das cavidades n\u00e3o devem exceder quatro vezes a sua largura. Cavidades com profundidade superior a seis vezes o di\u00e2metro da ferramenta s\u00e3o consideradas profundas e podem complicar o processo de usinagem. Esses desafios podem incluir deflex\u00e3o da ferramenta, evacua\u00e7\u00e3o inadequada de cavacos e at\u00e9 mesmo quebra da ferramenta. Se forem necess\u00e1rias profundidades maiores, \u00e9 aconselh\u00e1vel projetar pe\u00e7as com profundidades de cavidade vari\u00e1veis.<\/p>\n\n\n\n As roscas internas s\u00e3o cortadas com machos e as externas com matrizes. Machos e matrizes podem ser usados \u200b\u200bpara cortar roscas at\u00e9 M2. No entanto, as ferramentas de rosqueamento CNC s\u00e3o comuns e preferidas pelos maquinistas, pois limitam o risco de quebra do macho. Ferramentas de rosqueamento CNC podem ser usadas para cortar roscas at\u00e9 M6.<\/p>\n\n\n\n A maior parte da carga aplicada \u00e0 rosca \u00e9 suportada pelos primeiros dentes (at\u00e9 1,5 vezes o di\u00e2metro nominal). Roscas tr\u00eas vezes maiores que o di\u00e2metro nominal s\u00e3o geralmente desnecess\u00e1rias.<\/p>\n\n\n\n Para machos que cortam roscas (como M6 e inferiores), geralmente resta um comprimento sem rosca equivalente a 1,5 vezes o di\u00e2metro nominal da rosca. Isso garante que a por\u00e7\u00e3o prim\u00e1ria de suporte de carga da rosca esteja totalmente formada sem risco de danos \u00e0 ferramenta.<\/p>\n\n\n\n Para roscas grandes processadas com ferramentas de rosqueamento CNC, devido \u00e0 alta precis\u00e3o e melhor controle das ferramentas CNC, \u00e0s vezes as roscas podem ser processadas pr\u00f3ximas ao fundo do furo, mas geralmente ainda resta uma pequena quantidade de pe\u00e7a n\u00e3o rosqueada para garantir qualidade de usinagem e seguran\u00e7a da ferramenta.<\/p>\n\n\n\n A profundidade adequada de engate da rosca pode garantir a resist\u00eancia e a confiabilidade da conex\u00e3o, evitando processamento excessivo ou desperd\u00edcio de material. Se a profundidade de engate for muito rasa, a rosca poder\u00e1 n\u00e3o suportar a carga esperada; se for muito profundo, pode aumentar a dificuldade e o custo do processamento. Uma profundidade de 1,5D \u00e9 geralmente considerada uma escolha segura que pode fornecer resist\u00eancia suficiente, especialmente em aplica\u00e7\u00f5es mec\u00e2nicas gerais.<\/p>\n\n\n\n A maioria das m\u00e1quinas CNC tem um di\u00e2metro m\u00ednimo de ferramenta de 2,5 mm, o que significa que qualquer recurso menor que 2,5 mm seria dif\u00edcil de usinar. Por exemplo, para usinar uma pe\u00e7a pequena de 0,5 mm, normalmente s\u00e3o necess\u00e1rias microferramentas muito pequenas ou m\u00e9todos de usinagem espec\u00edficos, como microfresamento ou usinagem por descarga el\u00e9trica (EDM). Embora esses m\u00e9todos possam atingir caracter\u00edsticas muito pequenas, eles aumentam significativamente o tempo de usinagem e imp\u00f5em maiores demandas aos equipamentos e \u00e0s t\u00e9cnicas operacionais, o que, por sua vez, aumenta os custos de usinagem.<\/p>\n\n\n\n <\/p>\n\n\n\n O texto gravado \u00e9 prefer\u00edvel ao texto em relevo porque requer a remo\u00e7\u00e3o de menos material, o que reduz o tempo de usinagem e o desperd\u00edcio de material. Fontes simples sem serifa, como Arial ou Helvetica, com profundidade de 5 mm, normalmente oferecem boa legibilidade e resultados de usinagem. Al\u00e9m disso, muitas m\u00e1quinas CNC v\u00eam pr\u00e9-programadas com essas fontes comuns, facilitando o processo de usinagem sem exigir programa\u00e7\u00e3o adicional ou configura\u00e7\u00e3o complexa.<\/p>\n\n\n\n Um corte inferior \u00e9 um recurso em uma pe\u00e7a de trabalho que as ferramentas de corte verticais padr\u00e3o n\u00e3o conseguem alcan\u00e7ar diretamente, geralmente porque partes da superf\u00edcie est\u00e3o bloqueadas. Essas \u00e1reas requerem ferramentas especializadas para usinagem. Existem dois tipos principais de cortes inferiores: ranhuras em T e encaixes em cauda de andorinha.<\/p>\n\n\n\n Uma ranhura em T <\/strong>\u00e9 um formato de corte inferior comum que se assemelha \u00e0 letra \"T\". As ferramentas utilizadas para usinar ranhuras em T consistem em arestas de corte horizontais e um eixo vertical, permitindo cortar com efic\u00e1cia a se\u00e7\u00e3o rebaixada em espa\u00e7os confinados. A largura do corte inferior normalmente varia de 3 mm a 40 mm. \u00c9 aconselh\u00e1vel usar tamanhos padr\u00e3o (como mil\u00edmetros inteiros ou polegadas fracion\u00e1rias comuns), pois \u00e9 mais prov\u00e1vel que correspondam a ferramentas prontamente dispon\u00edveis, evitando o custo e o tempo extras associados a ferramentas personalizadas.<\/p>\n\n\n\n Ao projetar ranhuras em T, uma boa regra \u00e9 fornecer uma folga equivalente a quatro vezes a profundidade do rebaixo, garantindo que a ferramenta tenha espa\u00e7o operacional suficiente. \u00c9 importante observar que a profundidade de corte das ferramentas de corte inferior padr\u00e3o \u00e9 frequentemente limitada pelo design da ferramenta, j\u00e1 que a rela\u00e7\u00e3o t\u00edpica entre o di\u00e2metro de corte e o di\u00e2metro do eixo \u00e9 de 2:1. Isto significa que a profundidade de usinagem do rebaixo \u00e9 limitada e isso deve ser levado em considera\u00e7\u00e3o durante o processo de projeto.<\/p>\n\n\n\n As ranhuras em cauda de andorinha<\/strong> t\u00eam o formato de uma cauda de andorinha e possuem um leve \u00e2ngulo, normalmente usadas em aplica\u00e7\u00f5es que exigem forte intertravamento mec\u00e2nico. Embora ferramentas com v\u00e1rios \u00e2ngulos (variando de 5 graus a 120 graus) estejam dispon\u00edveis no mercado, ferramentas de 45 e 60 graus s\u00e3o padr\u00e3o e comumente usadas.<\/p>\n\n\n\n Use ferramentas com di\u00e2metros grandes ou padr\u00e3o:<\/strong> Projete pe\u00e7as que possam ser usinadas com ferramentas de di\u00e2metros grandes ou padr\u00e3o para garantir um processamento mais r\u00e1pido e evitar a necessidade de ferramentas especializadas.<\/p>\n\n\n\n Evite recursos n\u00e3o usin\u00e1veis: <\/strong>Certos recursos, como furos curvos, n\u00e3o podem ser produzidos por fresadoras, tornos ou brocas CNC padr\u00e3o. Se o seu projeto exigir tais recursos, considere usar a usinagem por descarga el\u00e9trica (EDM).<\/p>\n\n\n\n Especifique as toler\u00e2ncias cuidadosamente:<\/strong> se voc\u00ea n\u00e3o especificar toler\u00e2ncias em seu projeto, os fabricantes normalmente usar\u00e3o a classe padr\u00e3o ISO 2768. Embora as m\u00e1quinas CNC modernas possam atingir toler\u00e2ncias mais rigorosas do que as especificadas pela ISO 2768, evite toler\u00e2ncias rigorosas desnecess\u00e1rias, pois aumentam o tempo e o custo.<\/p>\n\n\n\n Priorize a fun\u00e7\u00e3o em vez da est\u00e9tica:<\/strong> concentre-se na precis\u00e3o dos recursos essenciais e n\u00e3o na est\u00e9tica. As melhorias est\u00e9ticas s\u00e3o melhor alcan\u00e7adas atrav\u00e9s de processos p\u00f3s-usinagem.<\/p>\n\n\n\n Evite furos com fundo plano: <\/strong>furos com fundo plano exigem usinagem avan\u00e7ada e podem causar problemas em opera\u00e7\u00f5es subsequentes, como alargamento.<\/p>\n\n\n\n Garantir a perpendicularidade dos furos:<\/strong> Ao perfurar, certifique-se de que as superf\u00edcies de entrada e sa\u00edda sejam perpendiculares ao eixo da perfura\u00e7\u00e3o. Isto evita que a ponta da broca se desvie e reduz a dificuldade de remo\u00e7\u00e3o de rebarbas ao redor da sa\u00edda do furo.<\/p>\n\n\n\n A usinagem CNC oferece versatilidade incr\u00edvel, mas nem todo projeto pode ser facilmente transformado em um produto f\u00edsico. Cada detalhe no processo de design requer considera\u00e7\u00e3o e verifica\u00e7\u00e3o cuidadosas. Quando voc\u00ea estiver pronto para dar vida \u00e0 sua ideia, Chiggo<\/a> est\u00e1 aqui para ajudar!<\/p>\n\n\n\n Somos uma empresa de design e fabrica\u00e7\u00e3o de usinagem CNC com mais de dez anos de experi\u00eancia na cria\u00e7\u00e3o de produtos e componentes para diversos setores. Nossa equipe de designers, engenheiros e maquinistas especializados n\u00e3o apenas otimiza seu projeto, mas tamb\u00e9m agiliza o processo de fabrica\u00e7\u00e3o, garantindo prazos de entrega mais r\u00e1pidos e pre\u00e7os competitivos. 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Geometria da ferramenta<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
Acesso \u00e0 ferramenta<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
Rigidez da ferramenta<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
Rigidez da pe\u00e7a<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
Fixa\u00e7\u00e3o de trabalho<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
Diretrizes de projeto de usinagem CNC<\/h2>\n\n\n\n
Bordas Internas<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
\n
\n
Paredes Finas<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
\n
Buracos<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
\n
\n
Cavidades e Bolsos<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
\n
T\u00f3picos<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
\n
\n
\n
Pequenos recursos<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
\n
Texto e Letras<\/h3>\n\n\n\n
\n
Cortes inferiores<\/h3>\n\n\n\n
<\/figure>\n\n\n\n
Outras regras para projeto de usinagem CNC<\/h3>\n\n\n\n
Transforme seu projeto CNC em pe\u00e7as usinadas com Chiggo<\/h2>\n\n\n\n