CNC Undercuts Design Guide: Tipos, Acesso a Ferramentas e Dicas de Poupança de Custo

Rebaixos são comuns em peças usinadas que necessitam de recursos de travamento, conexões deslizantes, ranhuras de retenção ou folga sob um ombro.

No entanto, um rebaixo pode ser difícil de fabricar porque uma fresa de topo padrão pode não atingir a superfície necessária.

Este guia de design de rebaixos CNC explica os tipos de recursos comuns, como funcionam as fresas especiais e o que os engenheiros podem alterar para tornar as peças mais fáceis e econômicas de fabricar.

Um rebaixo é um recurso rebaixado que não pode ser alcançado por uma ferramenta de corte padrão a partir da direção normal de aproximação.

Imagine um bolso com uma aba que se estende sobre sua parede interna. Uma fresa convencional pode usinar o bolso exposto, mas não pode cortar facilmente sob a aba.

Rebaixos são usados para vários propósitos:

1:Travamento mecânico e conjuntos deslizantes

2:Sistemas de montagem com ranhura em T

3:Juntas de cauda de andorinha

4:Ranhuras de vedação O-ring

5:Alívios de rosca e ranhuras de anel de retenção

O ponto importante é que um rebaixo é definido por acesso restrito à ferramenta, não simplesmente por sua forma.

Cada tipo tem diferentes requisitos de acesso.

Por exemplo, uma ranhura em T tem uma abertura estreita, mas uma cavidade mais larga por baixo. A cabeça de corte deve ser capaz de entrar pela abertura e, em seguida, remover material horizontalmente.

A cabeça de corte pode caber dentro do recurso, mas a haste ou o suporte da ferramenta podem colidir com o material circundante.

É por isso que verificar apenas o diâmetro da fresa não é suficiente. O conjunto completo da ferramenta deve ter um caminho livre para dentro e para fora da área de corte.

Fresas especiais para rebaixos geralmente têm pescoços estreitos ou alcances longos. Isso pode reduzir a rigidez e aumentar o risco de vibração, acabamento superficial ruim e quebra da ferramenta.

Ranhuras ocultas podem prender cavacos ao redor da área de corte. Isso torna os rebaixos mais profundos mais difíceis de usinar consistentemente e pode aumentar o desgaste da ferramenta.

Algumas superfícies de rebaixo são difíceis de inspecionar visualmente porque estão ocultas sob um beiral.

Para recursos críticos, o fornecedor pode precisar de sondas adequadas, gabaritos especializados ou uma estratégia de inspeção CMM apropriada.

Para uma ranhura em T, a haste da ferramenta deve passar pela ranhura de entrada sem colidir com as paredes.

Para uma cauda de andorinha, o ângulo da fresa deve corresponder ao perfil pretendido.

Para uma ranhura interna, a cabeça de corte, o pescoço e o porta-ferramentas devem alcançar o recurso sem interferência.

Sempre que possível, use tamanhos e ângulos de fresa padrão em vez de dimensões incomuns que podem exigir ferramentas personalizadas.

Um rebaixo deve servir a uma função, como travar um componente, acomodar uma vedação ou permitir que uma peça de acoplamento se encaixe corretamente.

Se uma ranhura rebaixada estiver oculta após a montagem e não fornecer nenhum benefício funcional, removê-la pode simplificar a usinagem sem afetar o produto.

Rebaixos mais profundos geralmente requerem um alcance de ferramenta mais longo, o que pode reduzir a rigidez.

Para design preliminar, alguns fabricantes usam um alcance de rebaixo de cerca de três vezes o diâmetro da ferramenta de corte como um ponto de partida conservador. Esta é uma regra geral, não um limite de usinagem universal.

O alcance apropriado depende do design da fresa, material, geometria e condições de usinagem.

Às vezes, a solução mais econômica não é usar uma ferramenta de corte mais complicada. É mudar o design.

Por exemplo, imagine Mike, um engenheiro de automação nos Estados Unidos, projetando um bloco de montagem de alumínio com uma ranhura em T interna.

Uma fresa convencional pode usinar a ranhura superior, mas a cavidade inferior mais larga requer uma fresa para ranhura em T e um planejamento cuidadoso do acesso da ferramenta.

Se a aplicação permitir, Mike poderia redesenhar o conjunto usando uma ranhura aberta mais simples e uma chave em forma de T separada fixada com parafusos.

Essa abordagem pode tornar ambas as peças mais fáceis de usinar usando ferramentas mais convencionais.

No entanto, o conjunto redesenhado também precisa de alinhamento, fixação e controle de tolerância adequados. Adicionar outra peça não é automaticamente mais barato, especialmente quando o conjunto requer posicionamento preciso ou ajuste frequente.

Para um exemplo real de produto dessa geometria, consulte nosso Guia de Blocos de Automação de Alumínio Usinados CNC de Precisão com Design de Ranhura em T.

Esses blocos guia são fabricados a partir de tarugo de alumínio e apresentam ranhuras em T, ranhuras guia e recursos de montagem para aplicações de automação industrial. Eles ilustram por que a geometria do rebaixo e o acesso da ferramenta precisam ser considerados em conjunto.

Rebaixos podem aumentar os custos porque podem exigir:

1:Ferramentas de corte especiais

2:Configurações adicionais

3:Condições de usinagem mais lentas

4:Mais planejamento de trajetória de ferramenta

5:Inspeção adicional

As maneiras mais práticas de reduzir custos desnecessários são simplificar recursos não funcionais, usar tamanhos de ferramentas padrão e fornecer folga suficiente para a fresa selecionada.

Se um rebaixo especial for necessário para o funcionamento do produto, ele deve ser mantido. O objetivo é tornar o recurso necessário fabricável, não remover geometria útil simplesmente para reduzir o tempo de usinagem.

Nossos Serviços de Usinagem CNC Personalizada suportam componentes baseados em desenho produzidos por fresamento CNC e usinagem multieixo de acordo com a geometria da peça e os requisitos de fabricação.

Ao solicitar uma cotação para um recurso de rebaixo, forneça:

1:Desenho de engenharia 2D

2:Arquivo CAD 3D

3:Material e grau

4:Tipo e dimensões do rebaixo

5:Abertura de entrada e acesso necessário à ferramenta

6:Tolerâncias críticas

7:Requisitos de acabamento superficial

8:Quantidade

9:Requisitos de inspeção

Para rebaixos internos ou ocultos, inclua uma vista em corte no desenho, quando possível. Isso ajuda o fornecedor a entender a geometria completa sem ter que inferi-la de uma vista externa.

O design bem-sucedido de rebaixos CNC depende de mais do que a forma final. A fresa deve ser capaz de entrar, alcançar a superfície de corte, remover material e se retirar sem interferência.

Mantenha os rebaixos funcionais, use dimensões práticas e verifique o acesso da ferramenta antes de liberar o desenho.

Se um recurso for difícil de usinar, considere se uma fresa padrão, uma abordagem de usinagem diferente ou um conjunto de duas peças pode atender ao mesmo requisito funcional de forma mais eficiente.

Tem um componente CNC com ranhuras em T, ranhuras em cauda de andorinha, ranhuras de retenção ou outros recursos de rebaixo?

Envie seu desenho 2D, arquivo CAD 3D, material, quantidade e tolerâncias críticas para análise.