O Ultimate Guide to CNC Design for Manufacturing (DFM)

Projetar uma peça é apenas metade da batalha. A outra metade igualmente crítica é garantir que o design possa ser fabricado de maneira eficiente e econômica. Esta é a essência deDesign para fabricação (DFM). Para usinagem CNC, o DFM não é apenas uma recomendação - é uma necessidade. É a diferença entre um projeto que permanece dentro do orçamento e dentro do cronograma, e um que sai do controle com re-descries e atrasos na produção. Este guia prático levará você pelos principais princípios do CNC DFM, ajudando você a criar peças que não são apenas funcionais, mas também otimizadas para a oficina de máquinas.

Compreendendo os princípios principais

No seu coração, o CNC DFM trata de projetar uma parte que uma máquina CNC pode produzir com um incômodo mínimo. Isso envolve uma profunda compreensão das capacidades e limitações das máquinas CNC comuns - principalmente moinhos e tornos. Um moinho CNC, por exemplo, usa cortadores rotativos para remover o material de uma peça de trabalho. Um torno, por outro lado, gira a peça de trabalho contra uma ferramenta de corte estacionário. Conhecer esses processos fundamentais ajuda a visualizar como seu design será trazido à vida.

O objetivo principal do DFM é reduzir o tempo de usinagem, minimizar o desperdício de materiais e eliminar a necessidade de configurações complexas e caras. Ao simplificar o processo de fabricação, você pode reduzir significativamente os custos, melhorar a qualidade da peça e acelerar os cronogramas de produção. Pense em si mesmo como não apenas um designer, mas um parceiro do maquinista. Suas opções de design afetam diretamente o trabalho deles, e uma parte bem projetada facilita o trabalho de todos.

Diretrizes DFM -chave para usinagem CNC

1. Simplifique a geometria e os recursos

Quanto mais complexo sua parte, mais tempo e dinheiro serão necessários para a máquina. Recursos complexos requerem ferramentas especiais, várias configurações e um tempo de ciclo mais longo.

• Evite bolsos e cáries profundos:Bolsos extremamente profundos, especialmente com pequenos raios, são difíceis de usinar. As fábricas de ponta longa e fina são propensas a vibração e deflexão, o que pode levar a um acabamento superficial ruim e imprecisões dimensionais. A regra geral é manter a profundidade do bolso para menos de 4 vezes sua largura. Se os bolsos profundos forem inevitáveis, considere dividir o design em várias peças que podem ser usinadas separadamente e depois montadas.

• Use generosos raios de filete e canto:Os cantos internos não podem ser perfeitamente nítidos em uma peça moída porque a ferramenta de corte é redonda. A especificação de um pequeno raio interno requer uma ferramenta menor e mais frágil, que leva mais tempo para ser executada e é mais provável que quebre. Para economizar tempo e dinheiro, use os maiores raios internos possíveis. O raio deve ter pelo menos 1/3 da profundidade do bolso para permitir que uma ferramenta robusta atinja toda a profundidade.

• Limitar contornos 3D complexos:As formas orgânicas e de forma livre requerem usinagem em vários eixos e tempos de ciclo mais longos. Sempre que possível, use superfícies planas e linhas retas. Isso simplifica os caminhos da ferramenta e reduz a complexidade da programação.

2. Padronize recursos e tolerâncias

A variação desnecessária em seu design pode adicionar um custo significativo. A padronização é uma ferramenta poderosa para o DFM.

• Padronizar tamanhos de orifício:Use broca padrão e tamanhos de toque sempre que possível. Isso evita a necessidade de ferramentas personalizadas e facilita para o mecanismo a fonte de ferramentas. Também simplifica a programação e reduz as trocas de ferramentas.

• Especifique grandes tolerâncias:Todo processo de fabricação tem um grau de variabilidade inerente. Tolerâncias mais rígidas significam uma parte mais precisa e, portanto, mais cara. Um maquinista precisa usar velocidades e feeds mais lentos, ferramentas mais caras e executar verificações adicionais de qualidade. Especifique apenas tolerâncias rígidas, onde elas são absolutamente críticas para a função da parte. Para dimensões não críticas, uma faixa de tolerância padrão geralmente é suficiente e muito mais econômica. Uma tolerância padrão comum pode ser de +/- 0,005 polegadas, enquanto uma tolerância apertada pode ser de +/- 0,001 polegadas ou menos.

• Mantenha a espessura consistente da parede:Paredes finas são propensas a vibração e deformação por calor durante a usinagem. Isso pode levar a conversas, acabamento superficial ruim e parte de urdidura. Observe uma espessura consistente da parede em toda a peça para garantir a remoção uniforme do material e a estabilidade estrutural. Se as paredes devem ser finas, mantenha -as o mais curtas possível.

3. Considere material e configuração

O material que você escolhe e a maneira como a peça é mantida durante a usinagem têm um enorme impacto no DFM.

• Escolha Materiais Machinable:Alguns materiais são simplesmente mais fáceis de usar do que outros. O alumínio 6061 é um excelente exemplo de um material altamente maquinável e econômico. Materiais mais resistentes, como titânio ou aço inoxidável, requerem velocidades de corte mais baixas, ferramentas mais duráveis e refrigerante especializado, os quais aumentam o custo. Se um material resistente a alta resistência ou corrosão não for essencial, opte por uma alternativa mais usinável.

• Design para fácil fixação:O maquinista precisa prender com segurança a peça para a tabela da máquina. Esse processo é chamado de fixação. Recursos que simplificam isso, como superfícies planas na parte inferior da peça, podem economizar muito tempo. Formas complexas ou arredondadas podem exigir gabaritos ou acessórios personalizados, o que adiciona um tempo significativo de custo e configuração. Considere como a peça será mantida e usinada a partir de diferentes ângulos. Minimize o número de vezes que a peça precisa ser invertida ou reposicionada. Um design que pode ser usinado em uma ou duas configurações é ideal.

• Forneça espaço de lead-in e saída suficiente:Quando uma ferramenta de corte entra ou sai do material, ela pode criar uma rebarba ou um acabamento superficial ruim. Fornecer uma pequena quantidade de material extra para a ferramenta "rampar" dentro e fora do corte ajuda a criar uma borda limpa. Este é um pequeno detalhe que pode melhorar a qualidade da peça e reduzir o tempo de pós-processamento.

Além do design: a comunicação é chave

Embora essas diretrizes forneçam uma base forte, o aspecto mais importante do DFM bem -sucedido é a comunicação. Compartilhe seus arquivos de design com seu parceiro de usinagem CNC no início do processo. Um mecânico qualificado ou programador de câmera geralmente pode identificar problemas em potencial e sugerir mudanças simples que economizam tempo e dinheiro. Eles podem fornecer feedback valioso sobre:

• Seleção ideal de ferramentas

• Estratégias de usinagem eficientes

• Substituições de materiais de economia de custos

• Melhorias de fixação e configuração

Por fim, o DFM é um processo colaborativo. Ao incorporar esses princípios ao seu fluxo de trabalho de design e manter um diálogo aberto com seu parceiro de fabricação, você produzirá peças de maior qualidade, reduzirá os custos e fará com que seus produtos sejam comercializados mais rapidamente. Um design atencioso que considera as realidades do chão da loja não é apenas bom para a fabricação; É uma marca de um grande engenheiro.