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Cómo las características cambiantes pueden mitigar la capacidad de fabricación

Cómo las características cambiantes pueden mitigar la capacidad de fabricación
Tiempo de Publicación:2017-11-15
Las características de una pieza a veces dificultan la fabricación o pueden aumentar el costo y el tiempo. Es importante comprender qué afecta la dificultad, el tiempo consumido y el costo de una pieza que debe mecanizarse. A continuación, se presentan consejos sobre el diseño de piezas para la fabricación con fresadoras verticales, fresadoras horizontales y tornos. Para obtener más información, consulte la Parte 1 de esta guía.
Al usar una fresadora CNC vertical u horizontal, todas las paredes verticales interiores deben tener un radio. Eso se debe a que una herramienta redonda, girando a altas RPM, se usa para eliminar el material. Los diseños deben tener en cuenta las áreas donde se producirán radios debido a esta limitación.

Fragmentos de esquina interior
Para radios de esquina interiores, puede ser mejor utilizar un radio no estándar. Esto se debe a que las fresas de extremo necesitan espacio para girar y continuar fresando al trazar la esquina interna. Si una parte presenta un 0.25-in radio interior, la fresa de extremo estándar necesitaría martillar la esquina, detenerse por completo, girar 90 grados y luego reanudar el corte. Hacer esto ralentiza la velocidad de mecanizado, lo que agrega costos y causa vibración. Al agregar 0,02 pulg. (0,508 mm) a 0,05 (1,27 mm) pulg a radios internos, el cortador podrá girar ligeramente sin detenerse por completo. Esto no solo reducirá el costo, sino que también mejorará las piezas del CNC.
Cuanto mayor sea el radio, menor será el costo. La razón de esto es que se puede usar una herramienta más grande, lo que significa que se puede eliminar más material con cada corte, reduciendo así el tiempo de mecanización de la pieza. Por ejemplo, una herramienta con 0.125 in. El diámetro (radio de 0.063 in) tomaría aproximadamente 1.5 veces más para realizar la tarea que el uso de 0.187 in. herramienta de diámetro, y aproximadamente dos veces más larga que una de 0.250 pulgadas herramienta de diámetro.
A pesar de que las herramientas de radio pequeño (hasta un radio de 0.015 pulgadas) están disponibles, a veces la profundidad que la herramienta necesita para entrar en el material hace que sea imposible cortarla porque la herramienta no está fabricada. Si la herramienta se fabrica, el costo aumentará significativamente debido al hecho de que solo se pueden hacer pequeños cortes, lo que extiende el tiempo de fabricación.
Cuando la profundidad del corte es mayor que dos veces el diámetro de la herramienta de corte, entonces la velocidad de alimentación de la herramienta deberá reducirse, lo que aumentará el tiempo y los costos del ciclo. Por cada duplicación de la profundidad de corte, la velocidad de alimentación se reduce a más de la mitad, lo que más que duplica el tiempo para cortar la función. La relación de profundidad máxima de corte a diámetro de herramienta es seis veces; más allá de eso, será necesario pedir herramientas especiales. Por ejemplo, si se utiliza una herramienta de diámetro de 0,125 pulgadas, la profundidad máxima de corte sería de 0,750 pulgadas antes de tener que usar una herramienta personalizada.

Filetes de piso
Cuando se crea un radio de piso que se une a una esquina, es mucho más fácil mecanizar si el radio del piso permanece más pequeño que el radio de la esquina. Con los sistemas CAD modernos, es simple para el diseñador hacer clic y hacer que la computadora genere el mismo radio de piso y pared. Sin embargo, esto hace que sea muy difícil eliminar el material en la esquina. Al hacer que el radio del piso sea más pequeño que el radio vertical de la pared, se puede usar la misma herramienta para eliminar el material y crear un flujo uniforme a través de la esquina.

Socavados
Durante el proceso de diseño, a veces se crean funciones en las que una herramienta de mecanizado estándar no puede alcanzar el área, creando así una región socavada en la pieza.
Se debe tener cuidado cuando se diseña un socavado, por un par de razones. Primero, el recorte puede requerir la creación de una herramienta especial si la característica no es una dimensión estándar. En el siguiente ejemplo, el radio en la ranura es 0.053 pulg. Se necesitaría una costosa herramienta personalizada para crear la geometría, lo que aumentaría significativamente el costo de la pieza, especialmente si solo se van a fabricar unas pocas piezas. Si es un estándar de 0.062 pulgadas se usa el radio, entonces el costo de la herramienta sería menos de la mitad del costo de la herramienta personalizada.
La segunda razón para tener cuidado al diseñar rebajes es asegurarse de que el socavamiento no sea demasiado profundo o que no se pueda alcanzar. Dado que la herramienta requerida tiene una cuchilla de corte horizontal unida a un eje vertical, limita la profundidad del corte. No existe una regla rígida en cuanto a la profundidad del recorte, pero cuanto menos profunda sea, mejor. Además, cuando se diseña la característica de socavado, es fundamental crear solo socavaduras en las áreas a las que puede acceder la herramienta. La siguiente ilustración muestra una característica de recorte que no se puede alcanzar en el proceso de mecanizado.

Trapos
Hay varias formas de crear subprocesos en una parte: grifos de corte, grifos de forma o fábricas de hilos. Todos estos métodos son efectivos, pero el ingeniero de diseño debe tener en cuenta algunas cosas.
Elija siempre el tamaño de rosca más grande posible permitido por el diseño, ya que facilita el proceso de fabricación. Mientras más pequeño sea el grifo, mayores serán las posibilidades de que el grifo se rompa durante la producción. Solo enhebrar a la longitud necesaria. Los agujeros profundos y roscados pueden aumentar el costo de la pieza, ya que es posible que se necesiten herramientas especializadas para cumplir con los requisitos de profundidad. Intente utilizar tamaños de rosca listos para usar para ahorrar en costos. Asegúrese de agregar hilos a las comillas, y adjunte un dibujo especificado, o de lo contrario las piezas se mecanizarán al diámetro especificado.
Otros tipos de acabados están disponibles, como la conversión de película química o el enchapado. Este artículo solo cubre algunos de los acabados más comunes. Tales características y acabados pueden afectar en gran medida el costo y el tiempo para formar parte, lo que ayudará a que su producto siga siendo competitivo en el mercado.