Para quién es esta guía
Esta guía es para ingenieros y diseñadores de productos que están dibujando una carcasa de aluminio mecanizado: una carcasa para electrónica, un cuerpo de sensor, una cubierta de caja de engranajes o un bloque de colector. Estas piezas tienden a tener bolsillos en más de una cara, puertos en ángulo, orificios roscados para tapas y conectores, y al menos una superficie de sellado. También son las partes en las que las pequeñas decisiones de dibujo tienen un gran efecto sobre el tiempo que tarda la pieza en mecanizarse y la fiabilidad con la que cumple con la impresión.
Los consejos a continuación están escritos en torno al mecanizado de cinco ejes, porque esa es la forma más común de hacer carcasas con características en varias caras. La mayoría de los consejos se aplican igualmente bien al trabajo de tres ejes; simplemente se vuelve más importante cuando la pieza tiene que volver a sujetarse varias veces.
Consejo 1: Decida temprano qué caras llevan los datos
Antes de modelar los detalles, decida qué superficies ubican la carcasa en el ensamblaje. Por lo general, se trata de una cara de montaje más dos orificios o dos bordes. Ponga esos datos en el plano y haga referencia a cada característica crítica.
En una máquina de cinco ejes, el taller a menudo puede cortar la cara de referencia, los orificios que se alinean con ella y la cara de sellado en una sola sujeción. Cuando el plano se construye alrededor de los mismos datos, el informe de inspección medirá lo que la máquina realmente controló, y evitará las cadenas de tolerancia que se ven apretadas en el papel pero que no son funcionalmente necesarias.
- Elija una cara de referencia primaria que sea grande, plana y mecanizada en la primera operación
- Utilice dos orificios o dos bordes mecanizados como referencias secundarias y terciarias
- Referir las posiciones de los puertos y los orificios de las tapas a estos puntos de referencia en lugar de entre sí
Consejo 2: Dimensione las esquinas internas para la herramienta, no para el valor predeterminado de CAD
Una fresa es redonda, por lo que cada esquina vertical interna en un bolsillo tiene un radio. Si el modelo muestra una esquina afilada, el taller tiene que elegir un radio para usted, y es posible que no coincida con la parte de acoplamiento.
Elija un radio de esquina ligeramente más grande que el cortador que espera usar. Cuando el radio es exactamente igual al radio de la herramienta, el cortador se enrolla alrededor de la esquina y los picos de acoplamiento, lo que puede dejar marcas de vibración. Un radio un poco más grande permite que la herramienta forme un arco a través de la esquina sin problemas. Mantener el mismo radio en bolsillos similares también permite que una herramienta los termine todos.
Punto de partida típico
Para bolsillos de alrededor de 10–25 mm de profundidad, los radios de esquina de aproximadamente 3–6 mm son comunes. Los bolsillos más profundos necesitan radios más grandes porque necesitan herramientas más largas y rígidas.
Cuando se requiere una esquina cuadrada
Si un componente cuadrado debe sentarse en el bolsillo, agregue cortes de alivio (a menudo llamados esquinas de hueso de perro o de hueso en T) en lugar de pedir una esquina interna afilada.
Radio del suelo
La esquina entre una pared de bolsillo y su piso sigue la punta de la herramienta. Las fresas cuadradas dejan un borde afilado en el suelo; las herramientas de punta redondeada dejan un radio pequeño. Indica cuál necesitas solo si afecta al ajuste.
Consejo 3: Mantenga la profundidad y el grosor de la pared en proporción
Los bolsillos profundos y estrechos necesitan herramientas largas, y las herramientas largas se desvían y vibran. Como regla general, las profundidades de hasta aproximadamente tres a cuatro veces el diámetro de la herramienta funcionan cómodamente. Más allá de eso, el mecanizado se ralentiza y la calidad del acabado disminuye.
Las paredes delgadas se comportan de manera similar. Las carcasas de aluminio suelen usar paredes de aproximadamente 1,5 mm y más gruesas para características generales. Las paredes más delgadas son posibles, pero pueden vibrar durante el corte y pueden moverse ligeramente después del mecanizado a medida que se relajan las tensiones internas en el material. Si se necesita una pared delgada para el peso o el espacio, considere una costilla o un labio más grueso en el borde superior para endurecerlo.
| Resaltar | Punto de partida cómodo | Notas |
|---|---|---|
| Profundidad de la bolsa | Hasta ~3–4 × diámetro de la herramienta | Más profundo es posible pero más lento |
| Espesor general de la pared | ~ 1,5 mm y más | Las paredes más delgadas pueden parlotear o moverse |
| Radio interno de la esquina | Ligeramente más grande que el radio de la herramienta | Mantén la coherencia en los bolsillos |
| Profundidad del orificio roscado | ~ 1,5-2 × diámetro de rosca de la rosca completa | Los hilos más profundos añaden poca fuerza de sujeción |
| Profundidad del agujero para perforación | Hasta ~6–10 × diámetro | Los agujeros más profundos necesitan taladros especiales |
Consejo 4: Utilice cinco ejes para las características en ángulo, no para todo
Las máquinas de cinco ejes pueden inclinar la pieza o el husillo para que los puertos en ángulo, los chaflanes y las características en las caras laterales se corten sin accesorios especiales. Ahí es donde el proceso da sus frutos.
Las características que son paralelas o perpendiculares a una cara generalmente se pueden cortar con la parte cuadrada, incluso en una máquina de cinco ejes. Colocar la pieza una vez y cortar varias caras desde esa posición, a veces llamado mecanizado 3+2, a menudo es más rápido y más rígido que el movimiento continuo de cinco ejes. Reserve el movimiento continuo de cinco ejes para superficies genuinamente esculpidas.
Consejo 5: Planee las roscas, los insertos y los sujetadores juntos
Las carcasas suelen tener muchos orificios roscados: tornillos de tapa, separadores de PCB, bridas de conector y puntos de montaje. Algunos hábitos los mantienen fiables:
- Estandarizar en un pequeño número de tamaños de rosca para que se necesiten menos herramientas
- Indique la profundidad de la rosca como una profundidad de rosca completa utilizable, no la profundidad total del orificio
- Deje el material debajo de las roscas ciegas para que el grifo no se rompa en un bolsillo
- Considere inserciones helicoidales o de bloqueo de llave donde las roscas se ensamblarán muchas veces
- Mantenga los orificios alejados de las paredes delgadas para que los golpes no abulten la pared
Consejo 6: Tolerar solo lo que es funcional
Un bloque de tolerancia general como ISO 2768-m cubre la mayoría de las dimensiones en una carcasa de aluminio típica. Agregue tolerancias más estrictas solo donde la función lo requiera: orificios de cojinetes, orificios para clavijas, ranuras de juntas, recortes de conectores y caras de acoplamiento.
Cada tolerancia ajustada añade tiempo de inspección y puede forzar una pasada de acabado más lenta. Un dibujo donde todo está apretado no le dice al maquinista nada sobre qué características realmente importan.
Si no está seguro de qué tolerancia necesita una característica, describa su función en el plano (por ejemplo, "cara de sellado para junta tórica" o "ajuste deslizante para rodamiento 608"). Eso permite que el ingeniero revisor sugiera un valor razonable.
Consejo 7: Diseñar caras y ranuras de sellado deliberadamente
Para una carcasa que debe evitar la entrada de polvo o agua, la superficie de sellado merece sus propias referencias: planitud en la cara, acabado de la superficie donde toca el sello y dimensiones de la ranura que siguen las recomendaciones del fabricante del sello. Mantenga los sujetadores espaciados uniformemente alrededor del sello para que la carga de sujeción sea uniforme.
Evite colocar una ranura de sellado justo al lado de un bolsillo profundo o una pared delgada. Las fuerzas de sujeción durante el mecanizado y el montaje pueden distorsionar las secciones delgadas lo suficiente como para abrir una vía de fuga.
Consejo 8: Elijan la aleación y acaben juntos
Para la mayoría de las carcasas, 6061-T6 es un valor predeterminado razonable: mecaniza bien, anodiza uniformemente y está ampliamente disponible como placa y barra. 7075-T6 ofrece una mayor resistencia para piezas delgadas y cargadas, pero cuesta más y su color anodizado puede ser menos uniforme.
El acabado afecta las dimensiones. El anodizado tipo II construye una capa delgada en cada superficie expuesta, aproximadamente la mitad de la cual crece hacia afuera. Para la mayoría de las características eso es insignificante, pero para agujeros y roscas apretadas es importante. Enmascara esas características o indica si las dimensiones se aplican antes o después de terminar. El granallado antes del anodizado da un aspecto mate uniforme y oculta las marcas finas de la herramienta.
Caras cosméticas
Marca qué caras son cosméticas. El taller puede planificar la sujeción y las trayectorias de las herramientas para que las marcas de los testigos y las líneas de los escalones caigan sobre las caras ocultas.
Marcado
Los números de pieza y los logotipos se pueden marcar con láser después del anodizado, lo que evita las herramientas de grabado y mantiene la marca nítida.
Una breve lista de verificación previa al lanzamiento
- Datums definidos y características críticas referenciadas a ellos
- Radios de esquina internos establecidos ligeramente más grandes que el radio de herramienta esperado
- Profundidades de bolsillo y espesores de pared dentro de proporciones cómodas
- Tamaños de rosca estandarizados y profundidades indicadas como profundidad de rosca completa
- Tolerancias estrictas limitadas a las características funcionales, con la función descrita
- Caras de sellado llamadas con planitud y acabado
- Material, acabado y enmascaramiento indicados, con caras cosméticas marcadas
Siguientes etapas
Cuando el modelo y el plano estén listos, cargue el archivo STEP y el plano PDF a través del formulario de cotización. Un ingeniero revisa las configuraciones, tolerancias y acabados antes de fijar los precios, y marcará las características que podrían simplificarse sin afectar la función.