As arestas são tão importantes para projetos de peças para montagem quanto para outros recursos, independentemente do seu tamanho. Mesmo um ligeiro desvio na borda entre dois componentes pode afetar o seu ajuste. Tipos de arestas como chanfros e filetes apresentam diversos benefícios que melhoram o posicionamento da peça e sua mobilidade.
Chanfros são inclinações entre duas partes, usado para minimizar mudanças rápidas no contorno e minimizar o estresse. Para reduzir a tensão nas junções dos filetes onde duas superfícies são unidas, filetes são ótimos. Estas peças estão sujeitas a cargas pesadas e uso cíclico. Então, é crucial saber quando usar filete e quando usar chanfro. Vamos entrar nisso.
Compreendendo os filetes
Em projeto mecânico, filete significa as áreas arredondadas de uma peça, que pode ser interno ou externo à borda. Os filetes são geralmente aplicados por maquinistas nessas arestas para minimizar a tensão nas peças. Existem basicamente três tipos de filetes usados em engenharia: mitra, côncavo, e convexo. As arestas internas possuem filetes, geralmente côncavo, enquanto as bordas externas têm filetes convexos.
A principal razão para a aplicação do filete é distribuir a carga por uma área de superfície maior, de modo que não haja concentração de carga localizada, o que resulta em falha precoce.. Além disso, onde as bordas precisam ser quebradas e a tensão deve ser reduzida, os filetes são a solução ideal para resistência e transição suave das peças.
Definir Chanfros
Um chanfro é uma pausa. É definido como um cone ou bisel feito no canto de uma peça enquanto um filete é uma quebra curva. Os chanfros são normalmente retos e destinam-se a proporcionar uma rápida mudança de direção das arestas de duas superfícies.. Eles são especialmente úteis nas áreas sujeitas a cargas bastante elevadas nas bordas, pois permitem um melhor controle das concentrações de tensão..
Além disso, chanfros são frequentemente usados nas bordas internas e externas dos componentes. Eles normalmente são feitos em ângulos de 45 graus. Eles parecem ser úteis quando se trata do acabamento das bordas dos furos após a perfuração e garantem o encaixe perfeito da cabeça do parafuso. Além disso, Os chanfros são usados no projeto de componentes onde são necessárias arestas claras e bem definidas porque eles podem suportar a distribuição de tensão muito melhor do que os filetes. Por exemplo, o uso de chanfros maiores em ângulos como 60 graus é recomendado especialmente ao alinhar parafusos/parafusos.
Considerações de projeto para fillet vs.. Chanfro
Determinando, usar filetes ou chanfros em um projeto é fundamental porque ambos afetam a funcionalidade e o custo do projeto. A decisão certa leva ao aumento da eficiência da peça enquanto a decisão errada leva ao aumento de custos e à redução da vida útil do componente. A escolha final baseia-se principalmente nas características de design da peça e na sua viabilidade de produção.
Chanfro para furos e fixadores
Ao fazer furos para fixadores, como cavilhas ou parafusos, um chanfro é perfeito. Um chanfro tem uma inclinação que conduz o fixador para dentro do furo sem muita dificuldade ao inserir o fixador. No entanto, quando se trata de aplicação de filete nestes casos pode dificultar a livre movimentação do pino. Por isso, o chanfro é preferido para aplicações para facilidade e eficiência do fixador.
Segurança e arestas vivas
A rebarbação é essencial para evitar acidentes e aumentar a durabilidade dos componentes. O uso de filetes é ideal para criar uma mudança de superfície enquanto chanfros podem ser usados para eliminar arestas vivas. Além disso, engenheiros empregam chanfros para projetar uma ligeira interrupção das arestas vivas. Então, os usuários têm uma maneira de evitar superfícies pontiagudas e imperfeitas.
Bordas externas
Ao usar filetes e chanfros, são aplicados principalmente nas bordas externas da peça em consideração, dependendo dos requisitos de design funcional e/ou estético. Os chanfros são mais frequentemente aplicados para arredondar cantos vivos, enquanto os filetes oferecem cantos mais suaves e arredondados que podem ser esteticamente agradáveis. Além disso, filetes podem minimizar concentrações de tensão.
Alívio do estresse com filés
Os filetes são normalmente usados onde o alívio de tensão é necessário, especialmente nas margens do componente. O arredondamento das bordas dos filetes ajuda a distribuir a tensão uniformemente. O tamanho do raio do filete é crítico – quanto maior o raio do filete, quanto menos estresse é aliviado, no entanto, esses parâmetros influenciam a aparência da peça, e desempenho.
Cantos Internos em Usinagem CNC
Usinagem CNC é caracterizado pelo uso de ferramentas de corte. É extremamente desafiador produzir cantos internos afiados devido à natureza da ferramenta giratória. Portanto, filetes são obrigatórios para essas zonas. É aconselhável utilizar um raio de filete maior que o da ferramenta de corte para reduzir as chances de desgaste da ferramenta durante o processo de usinagem.
Superfícies chanfradas
Os chanfros são normalmente aplicados em planos inclinados em determinados ângulos, especialmente ao unir peças ou onde a estética é necessária. Eles dão uma aparência limpa e arrumada e são usados principalmente para desafiar bordas. Adicionalmente, chanfros são usados para introdução em furos roscados e rebarbação.
Filetes em superfícies angulares
Para peças com superfícies angulares ou inclinadas, na usinagem de 3 eixos geralmente, os filetes são adicionados para fazer uma transição suave entre as arestas. Os filetes podem melhorar o apelo estético da peça e também proporcionar resistência adicional, pois dá uma aparência redonda que é mais agradável aos olhos.
Decidindo sobre o raio do filete
A seleção correta do raio do filete é crucial, desde, afeta indiretamente o desempenho da peça. Um raio maior auxilia na distribuição de tensão, o que reduz as chances de falha da peça, no entanto, torna o projeto um pouco desafiador.
Diferenças entre filete e chanfro
É crucial conhecer as diferenças entre filete e chanfro quando se trata de projetar e fabricar produtos. Aqui está uma tabela que mostra a comparação entre filete e chanfro que ajudará os leitores a diferenciar entre os dois.
Mesa: Filetes versus. Chanfros.
| Parâmetro | Filé | Chanfro |
| Custo de usinagem | Os filetes são normalmente mais caros devido à complexidade adicional de usinagem e ao tempo necessário para superfícies curvas. | Chanfros são mais econômicos, pois envolvem cortes mais simples e exigem menos precisão que os filetes. |
| Tempo de usinagem | Criando um suave, borda curva requer mais tempo, especialmente para grandes raios. O tempo típico de usinagem para um filete pode aumentar em 20-30%. | Chanfros levam menos tempo para serem usinados, muitas vezes reduzindo o tempo de usinagem 10-15% em comparação com filés, tornando-os mais rápidos para produzir. |
| Ferramentas de corte | Filetes requerem ferramentas de raio específicas, muitas vezes levando a mudanças de ferramenta com base na curvatura desejada. O raio da ferramenta padrão varia de 2-5 milímetros. | Os chanfros podem ser usinados usando ferramentas de corte padrão. Uma única ferramenta pode produzir chanfros em vários ângulos, como 30°, 45°, ou 60°. |
| Distribuição de estresse | Os filetes distribuem a tensão sobre uma área de superfície maior, reduzindo a concentração de tensão em aproximadamente 50% em comparação com bordas afiadas. | Os chanfros concentram a tensão em áreas menores. A concentração de tensão nas bordas chanfradas pode ser 1.5-2 vezes maior do que uma superfície filetada. |
| Aparência Estética | Os filés proporcionam um aspecto mais suave, transição mais atraente visualmente entre superfícies, ideal para peças que exigem uma aparência polida. | Os chanfros oferecem um aspecto mais técnico, aparência afiada, frequentemente usado para peças onde a estética é menos preocupante. |
| Segurança | Filetes criam arredondados, bordas lisas, tornando as peças mais seguras para manusear, e reduzindo o risco de lesões em até 90% em comparação com bordas afiadas. | Chanfros deixam cantos afiados, que pode representar riscos de segurança durante o manuseio. É necessário cuidado extra para evitar possíveis cortes ou abrasões. |
Soluções para Minimizar Custos de Filetes e Chanfros
Filetes e chanfros melhoram a forma e o ajuste funcional de uma peça. Mas, eles aumentam o tempo necessário para usinar a peça e, portanto, o custo de produção. Aqui estão algumas maneiras que podem ser adotadas para reduzir esses custos:
1. Minimize tolerâncias rígidas
Quanto mais preciso, e mais simples o design, melhor eles aparecem. Aparentemente, quanto mais altos forem os limites de tolerância definidos, maiores serão os custos de produção no que diz respeito à inspeção de chanfros. Como foi mencionado acima, pode ser permitido ter tolerâncias ligeiramente maiores para dimensões, e, portanto, é possível reduzir a frequência da inspeção e os custos dela.
2. Avalie o volume de produção
Os fatores que proporcionam vantagens econômicas aos chanfros ou filetes dependem da quantidade de peças fabricadas. Em particular, filetes, ou chanfros, quando usado na produção de um pequeno número de peças, não são muito econômicos. Como cada parte é relativamente cara. No entanto, ao produzir peças em maior escala, o custo marginal por unidade é comparativamente menor, então aqui é lógico aplicar chanfros ou filetes.
Decidindo entre filete e chanfro: Áreas de preocupação
A escolha entre um filete e um chanfro é muitas vezes difícil para os maquinistas.. Abaixo estão as principais considerações que o ajudarão em seu processo de tomada de decisão.
Tempo de usinagem
Nas situações onde o tamanho dos chanfros não permite a utilização de equipamentos especiais, chanfros são normalmente mais fáceis de fazer manualmente. Mas na usinagem CNC, a diferença horária não é muito significativa, trata-se principalmente de substituição de ferramentas e não de tempo de processamento.
Custo
Como regra, chanfros são mais baratos em comparação com filetes. Em termos de custos, é possível afirmar que o uso de chanfros é mais benéfico se os custos forem vistos como uma grande preocupação para o projeto em questão.
Atratividade
Às vezes, os chanfros são substituídos por filetes porque dão uma aparência melhor ao projeto em comparação aos chanfros. Os designers industriais usam filetes com frequência porque esses tipos de formas ficam muito bem quando incorporados ao design de um produto..
Resistência à ferrugem
Os filetes podem fazer um trabalho melhor na prevenção da ocorrência de ferrugem acelerada do que os chanfros. Permite a espessura uniforme da camada, importante ao aplicar camadas espessas para que elas adiram bem à base para revestimentos anticorrosivos.
Distribuição de estresse
No caso de projetos que necessitam de distribuição igual de tensões, os filetes são úteis. Ele dispersa o estresse em uma área maior, e o risco de ter áreas fracas em comparação com chanfros é mínimo.
Funcionalidade dos furos
Se a finalidade dos furos no seu projeto for diferente, então sua decisão será diferente. Se o furo for para receber pinos ou para apertar parafusos e porcas, chanfros são geralmente os melhores em utilidade funcional.
Conclusão
Os filetes são muito úteis para minimizar a concentração de tensão, evitando assim a deformação, enquanto os chanfros oferecem flexibilidade no encaixe das peças. Conhecimento das distinções entre filetes, e chanfros, é crucial para determinar o design e os processos subsequentes que seriam apropriados para o projeto específico. Pode resultar na geração eficaz e eficiente de resultados de alta qualidade a um custo menor.
Se você ainda está em dúvida se deve optar por filetes ou chanfros, nossos engenheiros irão orientá-lo sobre o caminho a seguir com seu peças usinadas. Carregue seus arquivos CAD hoje, e vamos começar seu projeto agora!
