Guías de diseño de torneado CNC: 8 consejos para mejorar la calidad de la pieza y reducir el costo

El giro CNC es ideal para ejes, bujes, espaciadores, mangas y otras piezas con características cilíndricas.

Sin embargo, una pieza que parece simple en CAD todavía puede ser difícil o costosa de fabricar si tiene secciones largas sin soporte, agujeros profundos, ranuras inaccesibles o tolerancias innecesariamente ajustadas.

Un buen diseño de torneado CNC hace que la pieza sea más fácil de mecanizar, inspeccionar y ensamblar sin comprometer su función.

Aquí hay ocho pautas prácticas de diseño para ingenieros y equipos de compras.

El giro CNC hace girar la pieza de trabajo mientras una herramienta de corte elimina el material.

Las características de giro comunes incluyen:

1:Diámetros exteriores y ejes escalonados

2:Tornos y mangas interiores

3:Hombres y ranuras

4:Filamentos exteriores e interiores

5Las demás máquinas y aparatos

Cuando sea posible, mantenga la geometría principal centrada en el eje de giro. Esto permite producir más características de manera eficiente utilizando herramientas de giro estándar.

Los agujeros laterales, los planos, las ranuras y las características fuera del eje pueden requerir herramientas en vivo o fresado secundario.pero la ruta de fabricación depende de la geometría y la precisión requerida.

Los ejes largos y delgados pueden doblarse o vibrar bajo las fuerzas de corte, lo que puede causar chorrito, afilamiento, mal acabado de la superficie o errores de dimensión.

Antes de finalizar el diseño:

1:Acurtar las secciones sin soporte cuando sea práctico.

2:Aumentar el diámetro si la aplicación lo permite.

3Considere el soporte de cola o de reposo constante.

4:Identificar los requisitos críticos de rectitud, diámetro y caudal.

No existe una proporción universal de longitud a diámetro que funcione para cada pieza girada. El material, el diámetro, el método de soporte, las condiciones de corte, la tolerancia y la configuración de la máquina son todos importantes.

Por ejemplo, un eje de sensores de aluminio largo puede parecer fácil de mecanizar, pero un pequeño diámetro y un estrecho requisito de rectitud pueden hacerlo más exigente que un componente más corto y grueso.

Las mangas de paredes delgadas y las piezas cilíndricas huecas pueden deformarse bajo fuerzas de sujeción o corte.

Los agujeros internos profundos también pueden ser un desafío porque la herramienta de corte debe alcanzar la profundidad requerida mientras se mantiene la estabilidad y se eliminan las astillas.

Para mejorar la fabricabilidad:

1Mantenga las paredes tan gruesas como le permita la función.

2:Evitar rasgos internos profundos y estrechos a menos que sean necesarios.

3:Utilizar diámetros y profundidades de perforación prácticos.

4:Identificar los espesores críticos de las paredes en el dibujo.

No existe un espesor de pared mínimo único adecuado para cada material y geometría. El diseño adecuado depende de las dimensiones de la pieza, el material, la sujeción y las tolerancias.

Nuestra guía recientemente publicada,espesor mínimo de pared Mecanizado CNC:Tablas de materiales y reglas de diseño, explica cómo las secciones delgadas afectan la estabilidad y el coste del mecanizado.

Para los orificios que no atraviesan el componente, véaseAgujero ciego vs..A través del mecanizado CNC por agujero.

Las esquinas internas afiladas, las ranuras estrechas y los recortes inaccesibles pueden requerir herramientas especiales o operaciones adicionales.

Utilice radios de esquina prácticos y dimensiones de ranuras estándar siempre que sea posible.

Para las secciones roscadas, deje suficiente espacio para que la herramienta de corte complete el hilo.

Si un sujetador debe ajustarse cerca de un hombro, especifique la longitud de hilo utilizable requerida y el espacio libre del montaje en lugar de basarse solo en el modelo 3D.

Nuestro nuevo guía,Cómo diseñar hilos para mecanizado CNC: tamaños, profundidades y ejemplos prácticos, explica el tamaño del hilo, el compromiso y los requisitos de profundidad del agujero ciego.

Los tamaños de rosca estándar, los anchos de ranura prácticos y las geometrías de herramientas comunes generalmente hacen que una pieza sea más fácil de fabricar.

Las dimensiones inusuales pueden requerir herramientas especiales, tiempo de instalación adicional o inspección adicional.

Por ejemplo, imaginen a Mike, un ingeniero de compras de una empresa de automatización estadounidense, pide un espaciador de aluminio con un hilo externo, una ranura de alivio extremadamente estrecha,y un hombro con un radio de esquina muy pequeño.

Si estos detalles no son esenciales para el ensamblaje, el diseño podría simplificarse para utilizar una geometría de herramienta más práctica.el proveedor puede evaluar el método de mecanizado adecuado antes de la cotización.

El objetivo no es eliminar características útiles, sino evitar la complejidad de fabricación que no proporciona ningún beneficio significativo.

La operación de torsión convencional es la más adecuada para las características de rotación.

Antes de añadirlas, pregúntate:

1¿Tiene la característica una función esencial?

2¿Se puede acceder a su posición de manera eficiente?

3¿Alguna otra configuración afectará la alineación o la concentricidad?

4¿Se pueden mecanizar varias características en una misma configuración?

Un conector cilíndrico con un orificio axial y un hilo externo es una aplicación de giro natural.y múltiples planos pueden requerir un proceso combinado de torneado y fresado.

Nuestro recienteGuía de diseño para el mecanizado de conectores CNC explica cómo la selección del proceso depende de las características del conector.

No todas las dimensiones necesitan la tolerancia más estrecha posible.

Centrar controles más estrictos en las características que afectan el ajuste, la alineación, el sellado o la rotación, como:

1:Sentos de rodamientos y diámetros de acoplamiento

2:Tamaños críticos de los orificios

3:Runout entre las superficies funcionales

4:Instalación del hilo y localización de los hombros

Se utilizarán tolerancias generales adecuadas para las dimensiones no críticas.

Por ejemplo, un eje giratorio puede necesitar un diámetro y una salida controlados, mientras que su longitud total puede usar una tolerancia más relajada si el conjunto lo permite.

El dibujo también debe identificar la rugosidad de la superficie requerida, donde sea importante.

Nuestra actualizaciónGuía de las tolerancias de mecanizado CNC explica cómo seleccionar las tolerancias de acuerdo con los requisitos de función e inspección.

El área de agarre y el método de soporte pueden influir en la precisión, especialmente para componentes largos o delgados.

Considere cómo se mantendrá la pieza durante la primera operación y si se necesitará una segunda configuración para terminar el extremo opuesto.

Para las piezas de precisión, definir las referencias de datos y los requisitos de inspección antes de la producción.

Nuestra reciente guía dePrecisión de la tenencia de trabajo del mecanizado CNC Explica cómo la sujeción, la alineación y el diseño de los accesorios influyen en el resultado final.

Las mejoras más eficaces son a menudo simples:

No todos los cambios en el diseño reducen los costos. Una tolerancia crítica, una ranura de alivio o un orificio lateral deben permanecer cuando se requiere para la función.Revisar alternativas con el fabricante en lugar de eliminar las características necesarias simplemente para simplificar el mecanizado.

Para obtener una cita clara, proporcione:

1Dibujo de ingeniería 2D y archivo CAD 3D

2:Clasificación y estado del material

3:Dimensiones críticas, tolerancias y referencias de datos

4:Tamaños de hilo, anchos y profundidades de hilo requeridas

5:Terminado de la superficie y requisitos de acabado

6:Cantidad y requisitos de inspección

Identifique claramente cualquier ranura no estándar, agujeros profundos, paredes delgadas o rasgos laterales para que puedan revisarse antes de la producción.

Utilice nuestra guía recientemente publicada,Qué incluir en una RFQ de mecanizado CNC, para preparar un paquete completo de cotizaciones.

El nuestro Servicios de mecanizado CNC a medidaapoyar piezas basadas en dibujos con requisitos de mecanizado e inspección evaluados de acuerdo con cada proyecto.

Un buen diseño de torneado CNC comienza con una geometría práctica, una rigidez adecuada, herramientas accesibles y requisitos de inspección claramente definidos.

Mantenga las piezas tan simples como su función lo permita, utilice características estándar cuando sea práctico y reserve tolerancias estrictas para dimensiones críticas.

Revisar la fabricabilidad antes de publicar el dibujo.Esto puede reducir las operaciones de mecanizado innecesarias, simplificar la inspección y ayudar a controlar el costo de las piezas hechas a medida.

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Envíe su dibujo 2D, archivo CAD 3D, material, cantidad, tolerancias críticas, requisitos de hilo, acabado de superficie y criterios de inspección.

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