Profundidade de Furo em Usinagem CNC: Diretrizes de Projeto, Razões de Profundidade e Exemplos Práticos

A profundidade do buraco é uma consideração de projeto importante para componentes usinados a CNC.e equipamentos industriais.

No entanto, um buraco que é fácil de mecanizar a uma profundidade de 10 mm pode tornar-se muito mais difícil a 40 mm se o seu diâmetro permanecer inalterado.remoção de chips, calor e retidão do buraco tornam-se mais difíceis de controlar.

CompreensãoProfundidade do buraco de usinagem CNCajuda os engenheiros a projetar buracos que são mais fáceis de mecanizar, inspecionar e fabricar de forma consistente na produção.

A relação profundidade-diâmetro do buraco, muitas vezes escrita como L/D, compara a profundidade de um buraco com seu diâmetro.

Relação L/D = Profundidade do buraco ÷ Diâmetro do buraco

Por exemplo, um buraco com um diâmetro de 6 mm e uma profundidade de 30 mm tem uma relação de:

30 ÷ 6 = 5:1

Um buraco 5:1 é geralmente mais direto de produzir do que um buraco 20:1 do mesmo diâmetro, embora o material, ferramenta e capacidade da máquina também importem.

A tabela seguinte fornece pontos de partida práticos para a perfuração CNC padrão.

Estes não são limites universais da máquina.1, enquanto outras combinações requerem ferramentas especiais em proporções mais baixas.

Paraprodução rentável e repetível, uma relação de 4:1 ou menos é um objectivo útil de concepção inicialAs proporções entre 4:1 e 5:1 são frequentemente práticas, enquanto os buracos mais profundos devem ser revisados com o fornecedor CNC antes de finalizar o desenho.

Diferentes fabricantes publicam diferentes proporções máximas porque a geometria da perfuração, o material, a entrega de líquido de resfriamento, a evacuação de chips e a rigidez da máquina variam.

Um guia prático de projeto é:

Até às 4:1:Normalmente um bom ponto de partida para a perfuração convencional.

41 a 5:1:Comumente alcançável com configurações de perfuração padrão adequadas.

51 a 10:1:Pode exigir perfuração de pecas, comprimentos de perfuração especializados ou ferramentas de refrigeração.

Acima de 10:1:Avaliar como uma aplicação de perfuração profunda em vez de assumir que uma broca padrão funcionará.

Os processos especializados em buracos profundos podem exceder substancialmente 10:1, mas essas capacidades devem ser confirmadas para os requisitos reais de diâmetro, material, retidão e tolerância.

Calcular a profundidade do buraco antes de enviar um arquivo CAD para citação ajuda os engenheiros a identificar precocemente possíveis problemas de fabricação.

Por exemplo, um buraco de 4 mm com uma profundidade necessária de 32 mm tem uma relação L/D de 8:1Isto é significativamente mais exigente do que um buraco de 4 mm que tem apenas 12 mm de profundidade.

Um orifício de 10 mm de diâmetro com uma profundidade de 50 mm tem uma relação de 5:1Embora o buraco seja muito maior em termos absolutos, a sua menor proporção geralmente facilita o acesso à ferramenta e a remoção do chip.

Importante:Esses cálculos descrevem a proporção geométrica, não uma garantia de que um processo de usinagem específico alcançará a retidão, a tolerância de diâmetro, o acabamento da superfície ou o custo exigidos.

À medida que a broca se estende mais para dentro da peça de trabalho, seu comprimento sem suporte aumenta.

Uma broca mais longa é mais suscetível a dobrar e vagar, particularmente quando o diâmetro é pequeno ou o material é difícil de mecanizar.

Por exemplo, uma broca de 4 mm que produz um buraco de 40 mm de profundidade opera numa proporção de 10:1.Um projeto que exija que o buraco permaneça reto e exatamente posicionado ao longo de todo o seu comprimento requer mais atenção do que um buraco livre comum.

A perfuração remove material em forma de aspas, que num buraco profundo têm de percorrer uma longa distância para sair da zona de corte.

Se as aspas se acumularem, o atrito e a temperatura podem aumentar, a broca pode ficar sobrecarregada, a superfície do buraco pode se deteriorar ou a ferramenta pode quebrar.

Para aplicações exigentes, pode ser necessária perfuração através de refrigerante ou ferramentas especializadas de buraco profundo.

Os buracos profundos podem restringir o acesso ao líquido refrigerante e dificultar a remoção do calor.

Isto é especialmente importante para o aço inoxidável e outros materiais mais difíceis de mecanizar.

Um buraco de alumínio com uma proporção de profundidade moderada pode ser direto, enquanto a mesma proporção em um material mais duro pode exigir diferentes parâmetros de corte, ferramentas e entrega de refrigerante.

A tolerância de diâmetro de um buraco não é a mesma que a sua capacidade de profundidade.

Um fabricante pode ser capaz de perfurar um buraco profundo, mas ainda precisa de uma operação secundária para obter um diâmetro apertado ou um melhor acabamento da superfície.

Para ajustes de precisão, um processo como o reaming ou a perfuração pode ser apropriado após a perfuração.

Um buraco através passa completamente através da peça de trabalho. Um buraco cego para a uma profundidade especificada.

Os buracos cegos requerem atenção extra porque os chips podem se acumular no fundo e o ponto de perfuração cria um fundo cônico.

Muitas brocas de torção convencionais usam um ângulo de ponto de 118° ou 135°.

Para um ponto de perfuração cónico ideal, a profundidade aproximada do ponto é:

Profundidade do ponto = (Diâmetro do orifício ÷ 2) ÷ tan(Ângulo do ponto ÷ 2)

Para um buraco de 6 mm com um ponto de perfuração de 118°:

1Diâmetro do buraco: 6 mm

2Profundidade aproximada do ponto: 1,8 mm.

3Profundidade de diâmetro total exigida: 20 mm

4Profundidade total aproximada da perfuração até ao ponto: 21,8 mm

Este cálculo simplificado exclui considerações adicionais relativas à geometria da ferramenta e ao processo de fabrico.

Ele ilustra por que um desenho que exige 20 mm de profundidade de diâmetro total não pode sempre ser interpretado como um percurso total de perfuração de exatamente 20 mm.

Se um buraco cego tiver de ter um fundo plano, pode ser necessária uma operação de usinagem adicional.

A profundidade do fio e a profundidade da perfuração são dois requisitos diferentes.

Por exemplo, um desenho pode exigir um fio M6 × 1 com 9 mm de engajamento de fio completo..

Uma orientação de engenharia preliminar comum é considerar o engajamento total do fio em torno de 1,5 a 2 vezes o diâmetro nominal do fio para muitas aplicações metálicas.que corresponde a aproximadamente 9 ∼ 12 mm de engajamento.

Esta não é uma regra de força universal. O envolvimento necessário depende do material original, material de fixação, carga e requisitos de projeto.enquanto materiais mais macios ou juntas fortemente carregadas podem precisar de mais.

Quando se projetam furos com roscas cegas:

1Indicar a especificação do fio exigida.

2Distinguir a profundidade do fio da profundidade total da perfuração.

3Deixe espaço para o ponto de perfuração e para o cabo.

4Evite forçar a torneira a atingir o fundo físico do buraco.

5Confirmar o compromisso necessário com o projecto mecânico.

Para um buraco M6 cego com 9 mm de ligação total do fio, o fornecedor deve rever a profundidade de perfuração necessária em vez de programar automaticamente uma profundidade total de 9 mm.

O uso de um diâmetro de perfuração padrão muitas vezes torna a usinagem CNC mais fácil de citar e fabricar.

Os tamanhos de perfuração métricos comuns incluem:

Trata-se de exemplos de diâmetros comuns de ferramentas, não de tamanhos universais de espaçamento dos elementos de fixação ou de recomendações de perfuração.

Se o seu desenho especificar um diâmetro incomum, a oficina pode precisar de uma operação adicional, como perfurar, revistar ou interpolar circularmente, em vez de usar diretamente uma broca padrão adequada.

Essa operação adicional pode aumentar o tempo de usinagem e os requisitos de inspecção.

Sempre que possível, selecionar um diâmetro padrão que satisfaça as exigências funcionais.especificar claramente em vez de alterá-lo simplesmente para a conveniência de fabricação.

Considere um suporte óptico de alumínio 6061 usinado por CNC com um diâmetro de 6 mm e uma profundidade necessária de 40 mm.

A relação profundidade/diâmetro é:

40 dividido por 6 é 6.67:1

Isto excede o ponto de partida conservador de 4:1 para a perfuração convencional, mas não requer automaticamente um processo especializado de perfuração profunda.

O fabricante deve rever:

1Se o buraco está cego ou atravessado

2Tolerância de diâmetro exigida

3.Requerida retidão e precisão de posição

4.Material e acabamento da superfície do forro

5- comprimento de perfuração disponível e fornecimento de líquido de arrefecimento

6.Se é necessária a remoção ou o perfuramento

7Quantidade de produção prevista

Se o furo for usado para localizar ou alinhar um componente óptico, a precisão de posição e a retidão podem ser mais importantes do que simplesmente alcançar a profundidade especificada.

Para um exemplo de produto real, o nossoPartes de instrumentos ópticos de precisão CNC A página lista a perfuração, a usinagem de buracos profundos e a usinagem multi-eixo entre os processos disponíveis para componentes ópticos personalizados.

Trata-se de um exemplo de capacidade relevante, não de uma alegação de que este componente em particular tem um diâmetro de 6 mm × 40 mm.

Antes de liberar seu desenho, verifique o seguinte:

1Manter a profundidade do buraco dentro de uma proporção prática sempre que possível.

2.Utilizar diâmetros de perfuração normalizados quando cumprirem os requisitos do projecto.

3- preferencialmente através de furos quando a função da peça o permitir.

4Especifique claramente a profundidade do buraco cego e a geometria do fundo.

5Identificar se o diâmetro, a retidão ou a localização são críticos.

6- Deixar espaço adequado para buracos fechados.

7- Discutir a perfuração por picos ou a usinagem especializada de buracos profundos quando as proporções se tornam elevadas.

8.Confirmar se é necessária uma operação de acabamento secundário.

Para componentes baseados em desenhos, os nossosServiços de usinagem CNC sob medida Apoio à perfuração, fresagem, torneamento e rosqueamento de acordo com os requisitos do projeto.

Para uma peça com furos profundos, fornecer:

1.2D desenho de engenharia

2Ficheiro CAD 3D

3Material e qualidade

4Diâmetro do buraco e profundidade necessária

5.Especificação do buraco cego ou do buraco através

6Tolerância de diâmetro

7.Requisitos de posição e retidão, se forem críticos

8Especificação do fio e profundidade de engajamento

9Requisitos de acabamento da superfície

10Requisitos de quantidade e de entrega

Identifique claramente os buracos mais profundos no desenho, o que ajuda o fornecedor CNC a avaliar o acesso às ferramentas, a evacuação de chips, a inspeção e o processo de usinagem adequado.

O limite prático para a profundidade do buraco de usinagem CNC depende da relação profundidade/diâmetro, material, ferramentas, evacuação de chips e precisão necessária.

Para muitas aplicações de perfuração convencionais, uma proporção de 4:1 ou menos é um ponto de partida de projeto razoável.:1 deve ser revisto para a perfuração especializada de poços profundos.

O melhor projeto não é simplesmente aquele com o buraco mais profundo possível, mas aquele que atende aos requisitos funcionais, permanecendo preciso, repetível e econômico de fabricar.

Tem um componente CNC com buracos profundos, furos de precisão ou filamentos cegos?

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