Conocimiento sobre filetes en mecanizado CNC

Las piezas de metal recién procesadas pueden terminar con bordes más afilados de lo que esperaba el usuario final, a menos que el diseño suavice estos bordes afilados. Por lo general, se agregan filetes y chaflanes a los modelos sólidos para que se vean bien y eliminar esquinas y bordes afilados. Muchos ingenieros utilizan fácilmente estas funciones en sus modelos CAD para mejorar la funcionalidad y mejorar el diseño. Para crear una ruptura de borde, el diseño debe incorporar bordes inclinados o biselados y esquinas redondeadas llamadas filetes.

¿Qué es un filete?

En ingeniería mecánica, los maquinistas se refieren a las esquinas redondeadas como piezas circulares diseñadas dentro o fuera de los bordes.

Hay tres tipos de mecánicas de filete:filete achaflanado, filete cóncavo y filete convexo. Por dentro, los filetes son cóncavos, mientras que por fuera son convexos. Los ingenieros utilizan filetes para reducir la tensión en las piezas. Por lo tanto, el filete ayuda a distribuir la tensión en la superficie más grande y evita que la parte de la tensión se deforme rápidamente.

Cuando el diseño necesita eliminar bordes afilados y baja concentración de tensión, la ingeniería de filetes es la mejor opción para los maquinistas.

Un filete es un borde circular o una esquina de una parte. Los filetes ayudan a reducir la tensión y la distribuyen sobre una superficie más grande, mejorando así la capacidad de carga y ayudando a prevenir la deformación rápida de las piezas de presión. El filete cóncavo se ubica dentro de la pieza, mientras que el filete convexo se ubica afuera. Por ejemplo, cuando una pared vertical se encuentra con una superficie inclinada dentro de una parte, un empalme también puede crear una transición entre funciones.

Filetes y otras características de diseño

Los filetes se confunden fácilmente con otras características de diseño, como el radio del filete, el chaflán y el bisel. Todas estas características crean un diseño similar en el que los bordes afilados se rompen de alguna manera. Filete es una operación de fractura de borde afilado que agrega un radio cóncavo o convexo a la esquina interior de una pieza. Los filetes son diferentes de los chaflanes y los biseles porque no tienen radio. El chaflán suele ser un ángulo de 45 grados que se agrega al borde de diseño de la función. Y la pendiente es una pendiente de un borde horizontal o vertical. El radio de filete circula por la esquina interior de la pieza fabricada y el radio de filete circula por la esquina exterior de la pieza fabricada.

Usos no beneficiosos de los filetes

1. No diseñe filetes para piezas impresas en 3D

Dado que la impresión 3D es un proceso aditivo, no es necesario suponer que la herramienta debe moverse alrededor de la pieza y eliminar material para diseñar la pieza, y el diseñador puede utilizar con más libertad geometrías complejas e inusuales. A veces se agregan filetes en áreas donde la geometría cambia drásticamente para eliminar la tensión, pero rara vez se necesitan. Los bolsillos y las características internas de la unidad de impresión pueden estar en ángulo o en punta, ¡e incluso puede tener una cavidad completamente rodeada por el material circundante!

2. No diseñe filetes para el borde inferior

El redondeo del borde inferior de una ranura, pared, orificio ciego o protuberancia se puede utilizar para mejorar la estética de la pieza o aumentar la resistencia de la función (reduciendo la concentración de tensión). Sin embargo, las esquinas redondeadas en estos lugares requieren el uso de fresas de extremo esférico y siempre harán que su pieza sea más costosa que las características inferiores. Esto se debe a que la programación de dicha geometría generalmente requiere una operación de mecanizado 3D (requiere más tiempo para marcar). Además, las fresas de extremo esférico son inherentemente más frágiles que las fresas de extremo cuadrado y deben procesarse a una velocidad más lenta.

Se ha demostrado que las modificaciones de otras características geométricas, como la profundidad del agujero o la proximidad del agujero a otras características de eliminación de volumen, tienen un mayor impacto en la tensión en el fondo del agujero o cavidad que el filete en la parte inferior. abajo. Además, los cambios de diseño que modifican estas características serán más rentables que agregar filetes complejos en la parte inferior de la cavidad.

Utilización óptima de filetes

Borde de la pieza

Para evitar accidentes durante la manipulación y la inspección, es más seguro romper todos los bordes del diseño de la pieza. Sin embargo, el biselado no siempre es la mejor opción para los bordes de las piezas. Los bordes afilados pueden causar lesiones al manipularlos. Por lo tanto, en este caso, es posible que deba seleccionar un filete.

Cuando se diseñan piezas con acabado, es una buena forma que CNC empalme los bordes de estas áreas, para que la apariencia de sus piezas se integre perfectamente sin una transición brusca. Dado que los empalmes cosméticos no proporcionan propiedades mecánicas o de resistencia, debe agregar empalmes cosméticos después de determinar la geometría restante. Sin embargo, estas funciones deben usarse con precaución ya que afectan el costo de los componentes mecanizados.

Bordes internos entre muros verticales

Para cortar por rotación a alta velocidad, todas las herramientas CNC son circulares y axisimétricas, por lo que es imposible cortar un ángulo cuadrado entre dos paredes verticales. Cualquier borde donde dos paredes verticales se cruzan en un ángulo inferior a 180 ° debe redondearse.

Bordes internos entre superficies inclinadas / orgánicas

Como en el primer caso de este apartado, también se requieren esquinas redondeadas para aristas menores de 180° entre superficies angulosas u orgánicas. Si estos bordes no son completamente verticales, se cortarán con una fresa de bola y el radio de la herramienta es el tamaño de filete mínimo que se puede dejar entre las superficies.

Pared vertical + bisel / superficie curva / superficie orgánica

En la combinación del primer y segundo caso, cuando la pared vertical de su parte se encuentra con la superficie inclinada, curva u orgánica debajo de ella, debe incluir filetes.

Conclusión

Los filetes en la fabricación están destinados a redondear esquinas o bordes afilados.

El empalme se procesa con una herramienta de borde de empalme CNC o una herramienta de empalme similar, que forma un círculo convexo o cóncavo en la intersección de dos superficies.

Un filete es una superficie circular y un chaflán es una superficie plana. Ambos están entre las intersecciones de las dos superficies.

Los filetes proporcionan un mejor alivio de la concentración de tensión que los chaflanes.

Aunque los filetes pueden aumentar un área de superficie transversal insignificante, su principal ventaja es que reducen la concentración de tensión en el área en la que se aplican.