Las mejores soluciones de diseño y fabricación para el mecanizado CNC de esquinas interiores afiladas

Junto con la selección de materiales, el diseño es uno de los factores más críticos para determinar la calidad y la funcionalidad de una pieza final. Independientemente del método de fabricación elegido, los equipos de productos deben adherirse a los principios de diseño para la fabricación (DFM) durante las fases de diseño y creación de prototipos de cualquier proyecto. Sin embargo, muchos equipos de productos encuentran DFM particularmente desafiante cuando diseñan piezas para mecanizado CNC.

Aunque el mecanizado CNC es excelente para producir piezas con tolerancias estrechas, es costoso lograr características internas nítidas, especialmente ángulos rectos. Las brocas CNC son redondas, por lo que si un ingeniero intenta mecanizar un ángulo de 90° con una broca redonda, la broca nunca podrá cortar un ángulo recto. La geometría de esquina inaccesible que queda se llama radio de esquina. Los radios de las esquinas interiores afectan directamente la maquinabilidad de una pieza y también pueden afectar los costos y los plazos de producción.

Afortunadamente, los diseñadores y los equipos de productos pueden resolver este problema con algunas soluciones de diseño efectivas para evitar características internas nítidas. Si las características internas nítidas son estrictamente necesarias, hay una serie de soluciones de fabricación que se pueden emplear. Esto es lo que los equipos de productos deben saber.

Cómo evitar las esquinas interiores afiladas

La mejor apuesta de un diseñador es evitar por completo el uso de esquinas internas afiladas e incluir radios en todos los bordes internos. Los maquinistas utilizarán una fresa de extremo con un radio ligeramente más pequeño que el radio del agregado al borde. Por ejemplo, si el radio de una pieza es de 0,25", entonces se debe usar una fresa de extremo de 6 mm o 7/32". Esto asegura que la máquina pueda funcionar a una velocidad razonable sin inducir tensión en la herramienta.

Otra opción es utilizar radios de esquina no estándar. Agregar al menos 0,02" a 0,05" a los radios de las esquinas internas le da a la fresadora suficiente espacio para girar ligeramente en la esquina sin detenerse por completo.

Además, los diseñadores pueden suavizar los radios de las esquinas interiores creando una trayectoria redondeada con una herramienta más grande. Las herramientas más grandes crean radios de esquina interior más amplios y reducen el compromiso de la herramienta, lo que reduce el tiempo de mecanizado, reduce los costos y crea un acabado superficial más suave. Un radio de herramienta del 150 % es adecuado, pero un radio de herramienta del 200 % generalmente se considera ideal.

Soluciones alternativas de maquinabilidad para esquinas afiladas

Si un equipo de producto está utilizando un diseño que requiere esquinas internas afiladas, todavía tienen algunas soluciones disponibles. Algunos equipos eligen dejar intactos los radios de las esquinas internas, pero reducen su tamaño usando una broca con un diámetro más pequeño. Este es un enfoque rápido y de costo relativamente bajo que no hace que el diseño original sea más difícil de mecanizar. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que este enfoque no es adecuado para materiales CNC más gruesos.

La forma más común de acomodar las esquinas afiladas es usar un filete de hueso de perro o t-bone. Estos filetes son tipos de muescas que extienden la forma de la esquina más allá del área de corte para que la broca pueda girar completamente y salir de la esquina, creando un ángulo de 90°, o retroceder ligeramente para crear una esquina afilada como sigue. la trayectoria. Como sugieren los nombres, los filetes de hueso de perro parecen juguetes para masticar y los filetes de chuletón parecen la letra "T", con bordes redondeados.

Los filetes de hueso de perro y T-bone no son difíciles de incorporar en los diseños de CNC y no aumentan inherentemente los costos de mecanizado de CNC. Sin embargo, los diseñadores deben recordar hacer el punto de entrada para el filete de hueso de perro entre un 15 % y un 20 % más grande que el diámetro de la broca de la rebajadora.

Si el diseño no puede adaptarse a un filete de hueso de perro, la forma más sencilla de incluir esquinas interiores afiladas es cuadrarlas manualmente con una sierra, un cincel estándar o un cincel para esquinas. Las brochas, las fresadoras y las herramientas de mecanizado por descarga eléctrica también pueden crear esquinas afiladas, pero tienden a ser soluciones menos rentables.

También puede lograr ángulos rectos utilizando electroerosión por hilo. Técnicamente, no podrá lograr una verdadera esquina cuadrada, habrá un pequeño radio de 0,005″-0,006″ dejado por el cable, pero muchos equipos de productos consideran que un radio tan pequeño es aceptable. El mecanizado alrededor de esquinas afiladas con electroerosión por hilo puede proporcionar un corte muy preciso y un excelente acabado superficial. Sin embargo, es importante tener en cuenta que las máquinas de electroerosión por hilo son muy lentas, especialmente en comparación con las herramientas de corte CNC.

Diseño para maquinabilidad con Fast Radius

Para muchos equipos de productos, diseñar una pieza limpia y funcional es fácil:diseñar para la capacidad de fabricación, y específicamente la capacidad de mecanizado, es lo que es más desafiante. La optimización de un diseño para la fabricación requiere práctica, experiencia y mucha pericia técnica. ¿Cómo pueden los equipos de productos estar seguros de que su diseño dará como resultado una pieza funcional y hermosa que no aumentará los costos de mecanizado CNC?

Diseñar para la maquinabilidad se vuelve mucho más fácil con la ayuda de un socio de fabricación experimentado como Fast Radius. Tenemos las últimas tecnologías de diseño digital a nuestra disposición, y nuestro equipo de ingenieros y expertos en diseño puede ayudar a los equipos de productos de todas las formas y tamaños a optimizar su pieza. Contáctenos hoy, hagamos posibles cosas nuevas.

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