Guías de Diseño para Mecanizado CNC: Maximizar Precisión, Minimizar Costos y Acelerar Producción

Los métodos de mecanizado CNC a menudo se utilizan para fabricar piezas personalizadas con alta resistencia y tolerancias ajustadas. La ingeniería de piezas mecanizadas CNC puede ayudar a acelerar el proceso de fabricación de piezas de precisión mientras ahorra costos. Pequeñas mejoras en el diseño reducirán significativamente el costo del proyecto. Para optimizar completamente el diseño de su pieza mecanizada CNC, debe considerar algunos consejos y trucos al diseñar piezas de máquina.

Evitar errores comunes puede ayudar a mejorar el diseño, acortar el tiempo de ejecución y posiblemente reducir los costos finales de fabricación. Al verificar su diseño contra esta lista antes de enviarlo a fabricación, puede ahorrar mucho tiempo y costo.

Verificar que los Planos Sean Claros y Precisos

Un proceso de diseño de piezas mecanizadas eficaz comienza con planos claros, nítidos y precisos que describan claramente los componentes. Evite usar colores como amarillo, azul o gris claro, ya que a menudo son difíciles de leer y se escanean mal. Los planos fáciles de leer eliminan las conjeturas en el proceso de fabricación. Dado que esto suele ser lo único que una tienda necesita para trabajar, es importante asegurar que su información sea clara para que los fabricantes puedan entender todos los detalles de las piezas que fabrican. La legibilidad es importante, pero los planos e impresiones también deben proporcionar información consistente y clara. Los datos de profundidad son más importantes que la escala precisa y pueden garantizar la mejor precisión. Cada plano debe transmitir las dimensiones y tolerancias del producto, y llevar etiquetas claras para identificar todos los materiales y acabados requeridos.

Intentar Elegir Orificios de Tamaño Estándar

La longitud de corte de las fresas de extremo es limitada, y generalmente funcionan mejor cuando la profundidad de corte alcanza tres veces el diámetro de la cavidad. Para minimizar costos, recomendamos limitar la profundidad de la cavidad a cuatro veces el diámetro de la herramienta para asegurar buenos resultados. Cualquier pieza mecanizada mayor que este rango aumentará el costo debido a la necesidad de herramientas especiales o un sistema CNC multi-eje. Si se requiere mayor profundidad de cavidad, considere diseñar piezas de máquina con profundidad de cavidad variable. El uso de brocas estándar puede realizar rápidamente y con precisión orificios de mecanizado CNC. El tamaño del orificio puede mecanizarse en tamaños no estándar sin necesidad de fresas de extremo o escariadores. Esto ayudará a reducir el tiempo de máquina y reducir costos. Del mismo modo, limite la profundidad de todos los orificios a cuatro veces el diámetro.

Priorizar Esquinas Interiores Redondeadas

Dado que todas las brocas CNC son redondas, es difícil obtener esquinas interiores agudas. Por el contrario, la broca dejará un espacio sin mecanizar llamado radio de esquina interior. Métodos alternativos (como electroerosión) pueden usarse para mecanizar esquinas interiores agudas, pero estos métodos suelen ser costosos.

Evite las esquinas interiores agudas tanto como sea posible. Idealmente, el radio de la esquina debe ser ligeramente mayor que la herramienta. Si el radio de la esquina es el mismo que el diámetro de la herramienta utilizada para formarla, causará vibraciones y desgaste prematuro de la herramienta.

Considerar el Espesor de Pared de la Pieza

Aunque las máquinas CNC pueden realizar cortes muy finos en la pieza de trabajo, mecanizar paredes muy delgadas puede llevar a una estabilidad insuficiente. Para el mecanizado CNC de metales, las paredes delgadas aumentarán la vibración, lo que afectará la precisión del proceso de mecanizado y el acabado superficial de las piezas. Para plásticos, las paredes delgadas pueden causar deformación y ablandamiento. Por tanto, debe intentar evitar diseñar piezas de paredes delgadas.

Evitar Tolerancias Ajustadas Innecesarias

A menudo, las múltiples superficies de una pieza son críticas para su función. Cuantas más características tengan tolerancias más ajustadas, mayor será el costo de fabricación de la pieza. Porque esto aumenta el tiempo de procesamiento y el costo de las piezas procesadas. Por tanto, solo se asignan tolerancias estrictas en ciertas características y superficies clave, mientras que otras características secundarias deben controlarse por un estándar.

Reducir Características Pequeñas y Dividir Piezas Complejas

Las características pequeñas como micro-orificios (menos de 2,5 mm de diámetro) aumentarán la dificultad y el tiempo de procesamiento, por lo que a menos que sean absolutamente necesarios, deben evitarse. Es más barato mecanizar múltiples piezas simples que una pieza compleja. Especialmente para piezas de precisión con cavidades profundas, se necesitan varias horas de tiempo de procesamiento para remover el material y aumentar el costo del material. La mayoría de los talleres cobran extra por piezas de máquina más complejas. Esto es porque si ocurre un error, es más costoso rehacer la pieza complicada que la simple. Por tanto, si es posible, divida las piezas complejas en piezas simples y luego ensámblelas juntas.

Considerar Si Agregar Texto

Agregar texto a una pieza mecanizada es una forma confiable de hacerla reconocible o específica de marca. Esta también es una forma confiable de aumentar costos, por lo que se considera un lujo para componentes funcionales.

Su componente puede requerir un número de pieza procesado, descripción o logotipo de la empresa. O podría pensar que algún texto se ve genial en cierta parte. Sin embargo, agregar texto también aumentará costos. Y cuanto más pequeño sea el texto, mayor será el costo. Esto es porque las fresas de extremo muy pequeñas que cortan el texto funcionan a una velocidad relativamente lenta, aumentando su tiempo de ejecución y, por tanto, aumentando su costo final. Sin embargo, tiene una opción. Si su pieza puede soportarlo, cortar texto más grande será significativamente más rápido, reduciendo así sus costos. Y cuando sea posible, elija texto hundido en lugar de relieve, lo que requiere fresar material para crear letras o números en la pieza.

Evitar Orificios Pequeños y Profundos

Las piezas mecanizadas pueden contener orificios redondos creados usando brocas o fresas de extremo. La profundidad de estos orificios es limitada. Los diámetros que exceden diez veces se vuelven más difíciles y pueden resultar en costos más altos. Generalmente, las fresas de extremo pueden mecanizar orificios con mejor acabado superficial y proporcionar mayor flexibilidad en el tamaño del orificio. Sin embargo, su longitud es limitada.