Guia de Design para Usinagem CNC: 15 Dicas Práticas para Engenheiros

Projetar uma peça para usinagem CNC não se trata apenas de fazer o modelo CAD parecer correto.

Pequenos detalhes em seu projeto podem afetar como uma peça é usinada, inspecionada, acabada e, finalmente, montada. Um projeto prático de CNC também pode ajudar a reduzir etapas de usinagem desnecessárias e evitar problemas durante a produção.

Este guia abrange 15 pontos práticos que engenheiros e designers de produtos devem revisar antes de enviar uma peça CNC para cotação.

Referência Rápida de Design para Usinagem CNC

1. Defina Quais Dimensões São Realmente Críticas

Nem toda dimensão em uma peça CNC precisa do mesmo nível de controle.

Antes da fabricação, identifique as dimensões que afetam diretamente a montagem, o movimento, a vedação, o posicionamento ou outros requisitos funcionais.

Por exemplo, a localização de um furo de montagem pode ser mais importante do que uma borda externa não funcional.

Identificar claramente as dimensões críticas dá ao fabricante uma melhor compreensão do que é mais importante na peça.

2. Evite Tolerâncias Desnecessariamente Apertadas

Tolerâncias mais apertadas podem exigir usinagem e inspeção mais cuidadosas.

Isso não significa que toda dimensão deva ter uma tolerância extremamente apertada.

Uma abordagem melhor é determinar quais dimensões realmente precisam de controle apertado e usar tolerâncias práticas para o restante da peça.

Para usinagem CNC personalizada, seu desenho deve deixar claros os requisitos críticos, em vez de tratar cada dimensão como igualmente crítica.

Para referência, nossa tolerância padrão de usinagem CNC é ±0,01 mm.

3. Pense no Diâmetro e Profundidade do Furo

Furos são recursos comuns em CNC, mas seu tamanho, profundidade e localização podem afetar o processo de fabricação.

Ao revisar seu projeto, pergunte:

1. O furo é mais profundo do que o necessário?
2. A ferramenta tem acesso suficiente?
3. O furo precisa ser rosqueado?
4. A posição do furo é crítica para a montagem?
5. Vários furos estão relacionados entre si?

Para furos funcionais, identificar claramente seus requisitos no desenho pode evitar idas e vindas desnecessárias durante a cotação e a produção.

4. Especifique as Rosca Claramente

Se um furo precisar ser rosqueado, deixe o requisito claro no desenho de engenharia.

Especifique o tamanho e o padrão da rosca em vez de depender apenas do modelo 3D.

Por exemplo, um desenho de produção deve comunicar claramente se o requisito é métrico ou em polegadas e identificar a especificação de rosca necessária.

Informações claras sobre roscas ajudam a evitar um dos problemas mais simples na fabricação: fazer o furo certo com a rosca errada.

5. Evite Recursos Extremamente Profundos e Estreitos Quando Possível

Cavidades profundas, ranhuras e cavidades estreitas podem tornar a usinagem CNC mais difícil.

À medida que um recurso se torna mais profundo em relação à sua largura, o acesso da ferramenta e as condições de corte se tornam mais desafiadores. Ferramentas longas também podem ser mais suscetíveis à deflexão e vibração.

Isso não significa que recursos profundos não possam ser fabricados.

Significa que eles devem ser revisados cuidadosamente durante a fase de projeto.

Se uma cavidade profunda for necessária para a função da peça, forneça informações suficientes para que o fabricante avalie a geometria e a abordagem de usinagem.

6. Dê aos Cantos Internos um Raio Prático

Uma fresa CNC é redonda, portanto, um canto interno fresado naturalmente tende a ter um raio em vez de um canto perfeitamente afiado de 90 graus.

Quanto menor o raio do canto interno, menor pode ser a ferramenta de corte necessária.

Ferramentas menores podem exigir trabalho de usinagem adicional e também podem ser menos rígidas do que ferramentas maiores.

Por esse motivo, usar um raio interno prático sempre que o projeto permitir pode tornar a peça mais fácil de usinar.

7. Tenha Cuidado com Paredes Finas

Paredes finas e recursos finos podem ser sensíveis durante a usinagem.

As forças de corte envolvidas na remoção de material podem fazer com que seções finas vibrem, flexionem ou deformem, dependendo da geometria da peça, material, fixação e processo de usinagem.

Em vez de projetar automaticamente a parede mais fina possível, considere se a parede pode ser feita um pouco mais robusta sem afetar a função da peça.

Uma pequena alteração no projeto pode, às vezes, tornar o processo de fabricação muito mais fácil.

8. Considere Como a Peça Será Fixada Durante a Usinagem

Uma máquina CNC precisa de uma maneira estável de segurar a peça enquanto o material é removido.

Ao projetar uma peça, pense em:

1. Onde a peça pode ser fixada
2. Quais superfícies podem ser usadas como referências
3. Se recursos importantes podem ser acessados
4. Se a peça precisa de várias configurações

Isso é especialmente importante para peças com grandes superfícies planas, seções finas ou recursos em vários lados.

Um bom projeto não é apenas fabricável - é também fácil de localizar e segurar consistentemente.

9. Pense na Acessibilidade dos Recursos

Olhe para sua peça da perspectiva da ferramenta de corte.

A ferramenta pode realmente alcançar o recurso?

Existem paredes circundantes que bloqueiam o acesso?

Furos ou cavidades importantes estão localizados em ângulos difíceis?

Quando vários lados de uma peça contêm recursos funcionais, o projeto pode se beneficiar da usinagem multi-eixo ou de configurações adicionais.

Nossas capacidades de usinagem CNC incluem usinagem de 3, 4 e 5 eixos, bem como fresamento, torneamento, perfuração e usinagem multiprocesso.

10. Escolha o Material com Base na Aplicação

A seleção do material deve começar com a função da peça.

Considere:

1. Requisitos de resistência
2. Peso
3. Usinabilidade
4. Condições de montagem
5. Ambiente operacional
6. Requisitos de acabamento superficial

Nossos serviços de usinagem incluem ligas de alumínio comuns como 6061, 6063, 5052 e 7075, bem como aço inoxidável, latão e PEEK.

Para peças de alumínio, selecionar a liga apropriada pode afetar tanto o componente acabado quanto o processo de usinagem.

11. Não Especifique um Acabamento Superficial em Todos os Lugares, a Menos Que Você Precisa

O acabamento superficial é frequentemente um requisito funcional ou visual, mas nem toda superfície necessariamente precisa do mesmo tratamento.

Um desenho deve identificar claramente quais superfícies requerem acabamento especial.

Opções comuns disponíveis através de nossos serviços de usinagem CNC incluem:

1. Anodização
2. Polimento
3. Jateamento de areia
4. Anodização jateada
5. Anodização preta
6. Anodização natural
7. Outras opções comuns de anodização

O acabamento correto depende da aparência da peça, desgaste, corrosão, montagem e requisitos de aplicação.

12. Certifique-se de Que o Desenho e o Modelo 3D Concordam

Um arquivo CAD 3D mostra a geometria geral da peça, mas o desenho de engenharia é frequentemente onde os requisitos de fabricação críticos são claramente identificados.

Antes de enviar uma peça para cotação, verifique se:

1. As dimensões são consistentes
2. As tolerâncias críticas estão claramente marcadas
3. As especificações de rosca estão incluídas
4. Os acabamentos superficiais estão identificados
5. O material está especificado
6. Os requisitos importantes de inspeção estão claros

Suportamos formatos comuns, incluindo arquivos STEP, IGES, STL, DXF, PDF e CAD 2D, dependendo do projeto.

13. Considere Se Você Realmente Precisa de Usinagem de 5 Eixos

A usinagem de 5 eixos é útil para peças com geometria complexa, superfícies anguladas ou recursos de difícil acesso com configurações mais simples.

Mas mais eixos de máquina não significam automaticamente uma solução melhor.

Uma peça relativamente simples pode ser produzida eficientemente com usinagem de 3 eixos.

Um componente mais complexo com recursos angulados múltiplos ou multifacetados pode se beneficiar da usinagem de 5 eixos.

O melhor método de fabricação depende da geometria e dos requisitos reais da peça.

14. Planeje os Requisitos de Inspeção Antes da Produção

A inspeção deve ser considerada durante o projeto, não apenas após a conclusão da usinagem.

Pense em quais recursos são críticos e como eles serão medidos.

Nosso sistema de qualidade é certificado ISO 9001:2015, e nosso processo de qualidade inclui inspeção de 100% das peças. Os equipamentos de inspeção descritos por nossa empresa incluem máquinas de medição por coordenadas, equipamentos de medição óptica, paquímetros e medidores de altura.

Para dimensões críticas, os requisitos de inspeção podem ser discutidos antes do início da produção.

15. Solicite uma Revisão de Design Antes da Produção

Uma das maneiras mais fáceis de evitar problemas de fabricação é discutir o projeto antes que a primeira peça seja feita.

Um fabricante que revisa o modelo CAD e o desenho pode procurar questões como:

1. Todos os recursos importantes podem ser alcançados?
2. As tolerâncias são práticas?
3. Algumas paredes são desnecessariamente finas?
4. As cavidades são muito difíceis de usinar?
5. O material e o acabamento superficial estão claramente especificados?
6. A peça requer várias configurações?
7. Os requisitos de inspeção estão claros?

Esse tipo de revisão é especialmente útil para protótipos e desenvolvimento de novos produtos.

Um Exemplo Real de Usinagem CNC

Um projeto recente de nosso trabalho de fabricação envolveu uma placa estrutural de equipamento em alumínio 6061 para um fabricante sediado nos EUA que atende aplicações de equipamentos de automação e semicondutores.

A peça media aproximadamente 407 × 533 × 8 mm e incluía ranhuras alongadas, furos de montagem, furos de localização e regiões usinadas localmente.

O projeto exigiu usinagem CNC de 3 eixos com múltiplas operações, inspeção CMM, anodização preta e reinspeção dimensional após a anodização.

Para uma placa de alumínio grande e relativamente fina como esta, o desafio não é simplesmente usinar as dimensões externas. Planicidade, relações de padrão de furos, controle de datum, fixação e o efeito da anodização em recursos funcionais precisam ser considerados.

Assista à Usinagem CNC em Ação

Ver o processo de usinagem pode tornar essas considerações de design muito mais fáceis de entender.

Use seu próprio vídeo de usinagem CNC aqui para mostrar o processo real, equipamento, fixação, inspeção ou peças acabadas.

Lista de Verificação de Design CNC Antes de Solicitar um Orçamento

Antes de enviar seu próximo projeto CNC para um fabricante, verifique o seguinte:

☐ Material especificado
☐ Quantidade especificada
☐ Tolerâncias críticas identificadas
☐ Tamanhos e localizações de furos verificados
☐ Rosca claramente especificada
☐ Cavidades profundas e recursos estreitos revisados
☐ Raios de canto internos considerados
☐ Paredes finas revisadas
☐ Requisitos de acabamento superficial identificados
☐ Desenho 2D e modelo 3D verificados
☐ Requisitos de inspeção identificados
☐ Recursos importantes de montagem claramente definidos

Um pacote de design claro pode tornar o processo de cotação e fabricação muito mais tranquilo.

Precisa de Ajuda com o Design de uma Peça CNC?

Nossa equipe fornece fresamento, torneamento, perfuração e usinagem multi-eixo CNC personalizados com base em desenhos do cliente, arquivos 3D ou amostras de protótipo.

Suportamos desenvolvimento de protótipos, produção de pequenos lotes e fabricação em volume, com usinagem CNC e inspeção tratadas como parte de nosso processo de fabricação.

Tem uma peça em que está trabalhando?

Envie-nos seu arquivo CAD 3D, desenho 2D, material, quantidade e requisitos de acabamento.

Podemos revisar o projeto e fornecer uma cotação com base nos seus requisitos reais de peça.

Solicitar um Orçamento: https://www.cnc-aluminumparts.com/