Se você é um designer de CAD trabalhando emUsinagem CNC peças, Pequenos erros de design podem levar a grandes problemas: ferramentas quebradas, material desperdiçado, ou peças que não se encaixam. A boa notícia? A maioria dos erros é fácil de evitar depois de saber o que procurar. Este guia quebra o 6 Bunders mais comuns de design CNC, com exemplos reais, dados, e correções passo a passo para economizar tempo, dinheiro, e frustração.
1. Erro 1: Projetando paredes que são muito finas
Paredes finas podem parecer uma maneira de economizar material - mas elas são um desastre para usinagem CNC. Seções finas vibram durante o corte, quebrar facilmente, ou perder precisão.
Por que é um problema:
Materiais de baixa sufusão (Como alumínio) são especialmente arriscados. Por exemplo, um 0.5 A parede de alumínio mm torcerá ou quebra quando uma ferramenta de moagem aplica pressão. Mesmo paredes um pouco mais grossas (0.6–0,7 mm) pode deformar, Como a vibração da ferramenta dobra o material.
Diretrizes -chave para a espessura da parede:
| Material | Espessura mínima recomendada | Padrão não oficial da indústria | Risco de falha (Se muito fino) |
|---|---|---|---|
| Alumínio (6061) | 0.8 milímetros | 0.794 milímetros | 70% (torcendo ou rachando) |
| Aço (1018) | 1.0 milímetros | 0.794 milímetros | 50% (deformação) |
| Plástico (Abs) | 1.2 milímetros | 0.794 milímetros | 80% (derreter ou quebrar) |
Exemplo real:
Um designer criou um 0.6 mm suporte de alumínio de espessura para um drone. Durante a moagem, 9 fora de 10 Suportes quebraram porque a vibração da ferramenta dobrou as paredes finas. Quando eles aumentaram a espessura para 0.9 milímetros, A taxa de sucesso saltou para 98% - e o suporte ainda pesava menos do que 5 gramas (Sem resíduos de material extra).
Como consertar:
- Follow the H:T (Altura até a espessura) razão: Mantenha a altura da parede não mais que 5x sua espessura (Por exemplo, um 1 mm parede de espessura deve ter ≤5 mm de altura).
- Se forem necessárias paredes finas (Por exemplo, Para uma parte leve), switch to Fabricação de chapa metal instead of CNC machining—it’s cheaper and avoids vibration issues.
2. Erro 2: Projetar recursos que não podem ser usinados
O software CAD permite desenhar quase qualquer forma - mas as máquinas CNC têm limites físicos. O erro mais comum? Projetandofuros curvos (buracos que dobram ou torcem pela parte).
Por que é um problema:
As ferramentas CNC se movem em linhas retas (ao longo dos eixos x/y/z) ou rotações fixas (Eixos A/B/C.). Eles não podem seguir um caminho curvo para os buracos - tendo isso para isso quebrará a ferramenta ou deixará um desigual, buraco inutilizável.
Exemplo real:
Um designer de dispositivos médicos adicionou um orifício curvo a um alojamento do sensor de aço inoxidável (para rotear fios). A fábrica do CNC não conseguiu cortar a curva, Então a equipe teve que raspar 20 protótipos. Eles acabaram redesenhando o buraco como dois orifícios retos conectados por um pequeno canal - simples para o CNC para a máquina.
Como consertar:
- Evite orifícios curvos inteiramente para peças CNC. Use orifícios retos, ou divida o caminho em várias seções retas.
- If you deve have a curved feature (Por exemplo, Para um tubo personalizado), usar Usinagem de descarga elétrica (Música eletrônica) em vez de. O EDM usa faíscas elétricas para cortar formas complexas - nenhum caminho de ferramenta reta necessário.
3. Erro 3: Uso de tolerâncias excessivas
Tolerâncias (a variação permitida no tamanho da peça) são importantes para as peças de acasalamento (Por exemplo, uma tampa que se encaixa em uma caixa). Mas adicionando tolerâncias rígidas a todos os resíduos de superfície tempo e dinheiro.
Por que é um problema:
- Tolerâncias apertadas (Por exemplo, ± 0,001 mm) requer velocidades de corte mais lentas, ferramentas especiais, e verificações extras de qualidade - todos os quais aumentam o custo.
- A maioria das máquinas CNC não pode nem atingir tolerâncias extremamente apertadas. Por exemplo, Um moinho básico de 3 eixos tem uma precisão máxima de ± 0,01 mm-qualquer tolerância mais rígida do que isso é impossível.
Diretrizes de tolerância por tipo de máquina:
| Tipo de máquina CNC | Precisão típica (Tolerância) | Melhor para |
|---|---|---|
| Moinho básico de 3 eixos | ± 0,01 mm | Protótipos, peças sem acasalamento |
| Moinho avançado de 5 eixos | ± 0,005 mm | Peças aeroespaciais, componentes justos |
| Torno cnc | ± 0,008 mm | Partes cilíndricas (parafusos, eixos) |
Como consertar:
- Only add tight tolerances to superfícies de acasalamento (Por exemplo, o buraco onde um parafuso se encaixa). Deixe superfícies não críticas (Por exemplo, a borda externa de um suporte) com tolerâncias soltas ou sem.
- Não atribua dimensões numéricas (como raio ou diâmetro) para superfícies que não precisam de precisão. Por exemplo, Um entalhe decorativo não precisa de uma tolerância - apenas um tamanho geral.
4. Erro 4: Projetando recursos estéticos desnecessários
É tentador adicionar formas complexas (Por exemplo, 3D logotipos, bordas curvas) Para fazer as peças parecerem boas - mas esses recursos geralmente requerem tempo extra de usinagem e remoção de material.
Por que é um problema:
- Recursos estéticos como gravuras profundas ou curvas personalizadas precisam de usinagem de 5 eixos (mais caro que 3 eixos) ou várias mudanças de ferramentas.
- Remover material extra para a aparência aumenta a sucata - por exemplo, um 1 kg de alumínio pode se tornar um 0.5 kg parte com cortes desnecessários, desperdiçando de US $ 10 a US $ 20 por parte.
Exemplo real:
Uma marca de eletrônica de consumo adicionou um logotipo gravado em 3D na parte traseira de uma caixa de telefone de alumínio. O logotipo necessário 2 mudanças extras de ferramentas e 15 Atas de tempo de usinagem por caso. Quando eles mudaram paraeletropolismo (uma etapa de pós-processamento que suaviza a superfície) e um logotipo impresso simples, Eles cortaram o tempo de produção por 25% e salvo $5 por caso.
Como consertar:
- Perguntar: “Esse recurso é necessário para a função?” Se não, Pule.
- Use pós-processamento para estética: Eletropolismo (suaviza superfícies), Anodizando (adiciona cor), ou gravação a laser (rápido, Logos baratos) são melhores do que formas complexas de usinagem.
5. Erro 5: Projetando cáries muito profundas
Cáries (Seções escavadas) são úteis para peças leves - mas as ferramentas CNC têm um comprimento de corte limitado. Cavidades muito profundas causam falha da ferramenta ou baixa qualidade.
Por que é um problema:
- As ferramentas de moagem funcionam melhor quando as cáries têm 2 a 3x o diâmetro da ferramenta. Por exemplo, um 15 A ferramenta MM pode cortar cáries com segurança 35 mm de profundidade (2.3x seu diâmetro).
- Cavidades mais profundas levam a:
- Deflexão da ferramenta: A ferramenta se dobra sob pressão, deixando paredes irregulares.
- Acúmulo de chip: Detritos ficam presos na cavidade, arranhando a peça.
- Quebra de ferramenta: A ferramenta se projeta muito longe de seu suporte e encaixa.
Exemplo real:
Um designer criou um 50 mm cavidade profunda em uma parte plástica usando um 15 ferramenta mm (3.3x o diâmetro da ferramenta). A ferramenta desviou, Fazendo as paredes da cavidade 2 mm mais grosso de um lado - assessorando a parte inútil. Eles o consertaram reduzindo a profundidade da cavidade para 35 mm e adicionando uma pequena borda (Sem perda de funcionalidade).
Como consertar:
- Follow the Regra do diâmetro da ferramenta: Mantenha a profundidade da cavidade ≤3x o diâmetro da ferramenta.
- Para cavidades mais profundas:
- Use um suporte de ferramenta mais longo (para chegar ao fundo sem dobrar).
- Corte em pequenos incrementos (1–2 mm de cada vez) Para reduzir o estresse da ferramenta.
- Use líquido de arrefecimento de alta pressão para lavar os chips.
6. Erro 6: Projetando nenhum raio para cantos internos
As ferramentas de moagem CNC são cilíndricas - elas não podem cortar cantos internos nítidos. Projetar arestas afiadas força a máquina a usar ferramentas menores (Mais devagar, mais caro) ou deixa cantos desiguais.
Por que é um problema:
- Um canto interno nítido requer uma ferramenta com um pequeno diâmetro (Por exemplo, 1 milímetros) Para caber no canto. Pequenas ferramentas cortadas lentamente e quebram facilmente.
- Mesmo se você projetar um canto afiado, O CNC deixará automaticamente um pequeno raio (igual ao raio da ferramenta)- para que sua parte não corresponda ao design CAD.
Diretrizes de raio de canto interno:
| Profundidade da cavidade | Raio de canto mínimo recomendado | Tamanho da ferramenta necessário |
|---|---|---|
| 10 milímetros | 3 milímetros (1/3 de profundidade) | 6 ferramenta mm |
| 20 milímetros | 7 milímetros (1/3 de profundidade) | 14 ferramenta mm |
| 30 milímetros | 10 milímetros (1/3 de profundidade) | 20 ferramenta mm |
Como consertar:
- Adicione a raio de canto to all internal corners in your CAD design. Tornar o raio um pouco maior que o raio da ferramenta (Por exemplo, um 6 A ferramenta MM precisa de um 3.5 Raio de canto mm).
- Se você precisar de uma vantagem afiada (Por exemplo, Para uma parte que se encaixa em um slot retangular), design an Undercut (um pequeno entalhe) em vez de. Undercuts deixam a ferramenta chegar à esquina sem deixar um raio.
7. Perspectiva da tecnologia YIGU sobre erros de design da CNC
Na tecnologia Yigu, Vimos cada um desses erros atrasar projetos ou desperdiçar dinheiro. O maior argumento? Design para fabricação primeiro. Antes de finalizar um modelo CAD, perguntar: Uma máquina CNC pode realmente cortar isso? Esta tolerância é necessária? Pequenos ajustes - como adicionar um raio de canto ou simplificar um buraco curvo - o tempo e evitar o retrabalho. Frequentemente trabalhamos com designers desde o início para revisar os planos, Captura de problemas antes que eles se tornem problemas caros. Alinhando o design com recursos CNC, Você conseguirá peças que funcionarão da primeira vez.
8. Perguntas frequentes: Perguntas comuns de design do CNC
1º trimestre: Qual é a parede mais fina que posso projetar com segurança para peças de alumínio CNC?
Atenha -se a um mínimo de 0.8 mm para alumínio (6061). Paredes mais finas (0.6 mm ou menos) irá vibrar e quebrar durante a usinagem. Se você precisar de algo mais magro, Use chapé metálico em vez disso.
2º trimestre: Posso usar o EDM para todos os recursos impossíveis de usinar?
EDM trabalha para formas complexas, como orifícios curvos ou cantos internos nítidos, Mas é mais lento e mais caro que o CNC. Use o EDM apenas quando o CNC é impossível - na maioria das partes, simplificando o design (Por exemplo, Buracos retos) é melhor.
3º trimestre: Eu preciso adicionar tolerâncias a todas as superfícies da minha parte do CNC?
Não! Adicione apenas tolerâncias apertadas às superfícies de acasalamento (Por exemplo, furos para parafusos). Superfícies não críticas (Por exemplo, o topo de um suporte) pode ter tolerâncias soltas ou nenhuma tolerância - isso reduz o tempo de usinagem e o custo.