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Diseño para Prototipos CNC
DDPROTOTYPE tiene muchos años de experiencia en mecanizado CNC, ha acumulado una gran cantidad de diseños para la creación de prototipos CNC y está muy dispuesto a compartir con los clientes, con la esperanza de brindarle ayuda en el diseño. La máquina herramienta CNC es una tecnología excelente que puede brindar varias posibilidades para Prototipos CNC precisos y haga que su producto final sea tan bueno como su diseño original. Cuando Mecanizado CNC cualquier prototipo, se deben tener en cuenta algunas consideraciones principales, incluida su geometría completa.
Hasta ahora, dicha guía es más una regla general que un acuerdo real. Los estándares de la industria son raros, y la tecnología cambia constantemente, y se han propuesto nuevas e interesantes innovaciones, que han llegado al límite de las cosas posibles e imposibles. Sin embargo, hay muchas prácticas que se han convertido en verdaderas reglas para tratar de seguir. Estas son algunas limitaciones y consideraciones asociadas al diseño de piezas de mecanizado CNC.
Reglas Básicas
En general, es mejor diseñar prototipos con herramientas de mayor diámetro para mecanizarlos. Esto ayuda a evitar el uso de herramientas especiales y garantiza un mecanizado CNC más rápido. Es mejor no diseñar una cavidad cuatro veces su ancho. Es esencial asegurarse de que las funciones de diseño sean consistentes con las direcciones principales permitidas por la máquina. Esto implica el número de ejes de máquinas CNC necesarios para el mecanizado.
Cuando intente mecanizar texto o letras, es mejor utilizar texto grabado en lugar de texto en relieve. El texto en relieve eventualmente utilizará una gran cantidad de materiales que deben eliminarse en todo el mecanizado CNC. Por supuesto, se recomienda una fuente sans serif de 20 puntos como mínimo para evitar problemas innecesarios al grabar el texto.
Es mejor enviar dibujos técnicos cuando trabaje con nuestro maquinista, y es mejor marcar la tolerancia en las partes clave. Estas piezas deben tener un formato muy específico, pero pueden ayudarte mucho a completar el diseño de los prototipos y mostrar la mejor calidad.
tipos de máquinas
Antes de considerar el mecanizado de prototipos, debemos prestar atención a las limitaciones y ventajas de las máquinas herramienta CNC. Todos los tipos de máquinas herramienta CNC pueden controlar algunas formas y tolerancias de mecanizado de prototipos. Algunos de los tipos más comunes y sus beneficios se enumeran a continuación.
El torno CNC generalmente se usa para el mecanizado de prototipos de formas de cilindros complicados. Debido a su poderosa función, el torno generalmente tiene una tolerancia precisa y una operación rentable, por lo que se usa más comúnmente en el procesamiento de estos prototipos circulares. Cuando se utiliza un torno, el material gira mientras permanece estacionario en la herramienta de torneado, por lo que la geometría del prototipo depende del movimiento y la velocidad de avance de la herramienta estacionaria, así como del control de velocidad. El torno está diseñado para tornear, por lo que no tiene mayor ventaja. La precisión del torno disminuirá con el espesor de los materiales utilizados.
Hay muchos tipos de fresado CNC máquinas. La principal diferencia entre ellos y el torno es que el movimiento de la herramienta de corte es opuesto al del material. La fresadora vertical tiene un eje de husillo y una herramienta de corte alineados perpendicularmente a la bancada de la máquina. El cortador de la fresadora horizontal está instalado en el eje horizontal del banco de trabajo. Generalmente, se pueden usar cuando se requiere un cortador para eliminar una gran cantidad de material o cuando los requisitos de precisión son bajos. Las máquinas con más ejes pueden aprovechar y combinar las ventajas de los tornos y fresadoras en una sola configuración.
Restricción de herramientas
Una de las reglas generales más comunes en el mecanizado es la relación entre el diámetro de la herramienta y la profundidad de la cavidad. La profundidad recomendada de cualquier cavidad en el diseño está dentro de cuatro veces su ancho, porque la longitud de corte de la fresa escariadora es limitada. Suele ser de tres a cuatro veces el diámetro de la herramienta. Una relación de aspecto más baja dará como resultado una mayor vibración, desviación de la herramienta y evacuación de virutas.
Otra limitación común que debe recordarse es la geometría de la herramienta de fresado. Una gran cantidad de herramientas de fresado CNC son cilíndricas y la longitud de fresado puede ser limitada. Esta forma tiene un efecto en el fresado final. Por ejemplo, la esquina interior de un bloque siempre tiene un radio. Esto es así incluso cuando se mecanizan con herramientas de corte muy pequeñas.
Las herramientas especiales pueden ayudar a resolver algunos de estos problemas, pero pueden evitarlos en la medida de lo posible, dependiendo de los beneficios económicos y del tiempo. Si la longitud de la herramienta te da el problema de no poder alcanzar la profundidad de la cavidad en la pieza, puedes utilizar una herramienta especial con un eje más largo, pero ten en cuenta las desventajas. Las herramientas más largas aumentan la vibración y reducen la precisión que puede lograr. El diseño de piezas normalmente debe estar orientado a utilizar herramientas de mayor diámetro y menor longitud, que es lo más factible para los usuarios.
Borde interior
Cuando se diseña el borde interior de un prototipo, el radio de esquina vertical recomendado más comúnmente es un tercio o más de la profundidad de la cavidad. Cuando utilice el radio de esquina recomendado, utilice una herramienta de diámetro que siga las pautas de profundidad de cavidad recomendadas. Para obtener un acabado superficial de mayor calidad, es mejor hacer que el radio de la esquina sea un poco más alto que la cantidad recomendada. Esto permite que la herramienta corte a lo largo de una trayectoria circular en lugar de un ángulo de 90 grados. Sin embargo, si desea utilizar un ángulo de 90 grados, se recomienda utilizar una muesca en forma de T como se describe a continuación, en lugar de seleccionar un radio de esquina reducido.
Pared delgada
Las paredes delgadas pueden ser complicadas porque la reducción del grosor de la pared reduce la rigidez del material, lo que aumenta la vibración durante el mecanizado y reduce la precisión que se puede lograr. Además, para los plásticos y otros materiales susceptibles a la temperatura, es mejor controlar el ablandamiento y las tensiones residuales. Un espesor de pared mínimo mayor puede reducir estos factores. Los valores mínimos recomendados varían según el material y la herramienta, pero las pautas mecánicas generales son: 0.8 mm para metal y 1.5 mm para plástico.
Agujero
Cuando hay agujeros, es mejor mantener baja la profundidad de perforación a menos que sea absolutamente necesario, y no entrar en los agujeros de fondo plano, porque estos agujeros pueden ser muy difíciles o requieren herramientas especiales. Cuando se mecanizan orificios con broca o fresa de extremo, se necesitan escariadores y herramientas de mandrinado para terminar los orificios con una pequeña tolerancia. Para agujeros de alta precisión de menos de 20 mm, se recomiendan diámetros estándar. Los orificios de diámetro no estándar se mecanizarán con fresas de extremo. En este caso, se aplica el límite máximo de profundidad de la cavidad. Utilice un taladro especial (diámetro mínimo de 3 mm) para mecanizar cualquier agujero más profundo que el valor típico recomendado de la herramienta.
Para orificios extendidos, las piezas se pueden perforar desde ambos lados, pero es importante reconocer que la ubicación donde se unen los dos orificios no coincidirá. Para resolver este problema de desajuste, los usuarios pueden aplicar una plantilla.
Para el taladrado de cantos, es importante asegurarse de que la pieza contenga todo el diámetro de la broca. Si este no es el caso, la broca puede romperse, el acabado de la superficie puede deteriorarse y los bordes afilados formados en las esquinas pueden doblarse. Si es absolutamente necesario, taladre primero la pieza y luego elimine el material para dejar un orificio local.
Chaflán y Filete
Un biselado es un corte biselado en el que dos superficies se encuentran en bordes afilados. Esto ayuda a simplificar el montaje del perno en el orificio y reduce el riesgo de lesiones al manipular objetos afilados. El desbarbado puede lograr un propósito similar, pero el borde de la pieza debe dañarse. En muchos casos, esto reduce el tamaño, por lo que es mejor achaflanar el material para un tamaño específico. Además, los bordes de los chaflanes se mantendrán a 45° a menos que sea imprescindible el uso de otro ángulo.
Los filetes necesitan filetear las esquinas internas o externas de la pieza. Es mejor hacer que cualquier radio de la pieza sea mayor que el radio de la herramienta, para facilitar el proceso de mecanizado. Por otro lado, los filetes internos deben ser lo más grandes posible para permitir el uso de herramientas de gran diámetro, reduciendo así el tiempo de procesamiento. Generalmente, el radio del filete interno debe ser mayor que 1/3 de la profundidad de la cavidad para evitar daños a la herramienta.
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