Filete vs. Chanfro: Explorando projetos de arestas comuns de componentes CNC

Na fabricação de componentes CNC, as bordas da maioria dos componentes são projetadas para ter acabamento curvo ou angular. Esta é uma decisão deliberada tomada durante o processo de design após considerar fatores como funcionalidade e requisitos estéticos. Neste artigo, exploramos cada um desses designs de arestas e como eles se comparam.

Filete vs. Chanfro: Visão Geral

Os componentes CNC são fabricados por sistemas CNC (controle numérico computadorizado) . Esses sistemas possuem software, uma ferramenta de processamento e uma unidade de controle. Eles recebem um esquema de projeto e transformam o projeto em um produto final. Componentes com filetes e chanfros são exemplos de componentes fabricados por esse sistema.

Neste artigo, focaremos apenas no chanfro e no filete e não na máquina CNC ou nas demais partes do componente. Portanto, vamos começar definindo chanfro e filetes e explorando algumas de suas características distintas. 

O que é um filete na usinagem CNC?

Uma aresta externa ou interna arredondada de um componente CNC é conhecida como filete. A frase rodada pode significar muitas coisas com base no design, nos padrões de fabricação e no material usado.

Às vezes, os filetes são confundidos com chanfros e raios de canto. Para diferenciar os três, engenheiros e designers utilizam características geométricas de cada um. A melhor maneira de diferenciar os filetes dos três é ter em mente que os filetes têm um raio mensurável, enquanto os outros não.

Isto é principalmente aplicável em componentes metálicos para remover arestas vivas que podem causar acidentes se não forem supervisionadas. Alguns outros benefícios disso são melhorar o suporte de carga das bordas e evitar danos às bordas.

Qual é a utilidade de um filé?

Os designers incorporam bordas suaves em seus designs por um de dois motivos amplos. Por um lado, um filete ajuda a aumentar a estética ou funcionalidade do componente. 

Para o aspecto estético, você pode concordar que os cantos arredondados ficam melhores do que os cantos agudos. Segundo os pesquisadores, o olho humano percebe os cantos arredondados como mais naturais do que os cantos agudos. 

Por outro lado, os filetes são funcionais no sentido de que protegem as bordas contra danos decorrentes de diversas formas de tensão. Além disso, os filetes aumentam a capacidade de suporte de carga de um componente através da redistribuição de tensões, aumento da área da seção transversal e aumento da resistência à fadiga.

Como os filés são projetados?

Os filés têm formato côncavo ou convexo característico dependendo de sua posição. Para elaborar, quando um filete é colocado na parte externa da aresta, ele terá um formato convexo, enquanto as arestas internas terão um formato côncavo. A única consideração feita durante o projeto é o raio do filete, que é criado usando o caminho radial da ferramenta na maioria dos softwares 3D.

O que é um chanfro na usinagem CNC?

As bordas que não requerem acabamentos lisos podem ser inclinadas em cerca de 45 graus para obter apelos funcionais e estéticos semelhantes aos filetes.

Os chanfros lembram cortes chanfrados. Eles têm a mesma aparência. No entanto, a principal diferença entre eles é que um chanfro possui uma superfície inclinada, enquanto um chanfro possui uma superfície angular. Então, de certa forma, você poderia dizer que um chanfro é um tipo de chanfro. Além disso, os chanfros são quase sempre angulados em 45 graus, enquanto o ângulo de um chanfro pode variar.

O propósito de um chanfro

Assim como um filete, um chanfro serve tanto para propósitos funcionais quanto estéticos. O objetivo principal é eliminar a aresta viva de uma peça que ocorre quando há um corte mecanizado. 

A outra finalidade de um chanfro é melhorar as propriedades mecânicas de um componente. Isso significa especificamente reduzir a concentração de estresse. No entanto, os chanfros não redistribuem a tensão tão bem quanto os filetes. Ainda assim, isso não desconsidera a sua finalidade funcional.

Para componentes que devem ser interligados, os chanfros contribuem para uma montagem perfeita das peças. Em outras palavras, as partes fêmea e macho de um componente chanfrado se interligam facilmente devido a esse recurso.

Como são feitos os chanfros?

Em projetos 3D, chanfros são feitos usando um comando como o comando CHANFRO no software AutoCAD. A ferramenta de usinagem no sistema CNC então corta o ângulo de 45 graus conforme as instruções do software. Para cortes manuais, os fabricantes podem usar uma fresa de chanfro ou uma fresa de ranhura em V. Essas máquinas são projetadas especificamente para fazer chanfros.

Filete vs. Chanfro: Recursos

Esses dois tipos de acabamentos de borda possuem características ou características distintas. Na maioria das vezes, esses recursos existem para descrevê-los melhor. Além disso, eles ajudam você a entender por que ambos são uma coisa. Vejamos suas características.

Características dos Filetes

Algumas das características comuns dos filetes incluem;

• Ajuda na distribuição do estresse. A distribuição de tensões é o gerenciamento de como as forças internas dentro de um objeto são distribuídas. Desde que os cantos agudos sejam concentradores de tensão, a natureza arredondada dos filetes ajuda a distribuir essa tensão. 
• Suavidade bordas afiadas. As arestas vivas têm tendência a causar danos às pessoas ou ao próprio componente. Já as bordas arredondadas conferem suavidade a essas bordas, o que melhora a segurança das pessoas e mantém o componente em boas condições.
• Melhora a estética. Você pode concordar que os cantos arredondados parecem melhores do que os cantos agudos. Esta é uma consideração vital na fabricação de componentes onde a aparência é uma grande preocupação. 
• Melhora a força. A integridade estrutural é uma característica de projeto amplamente procurada em diversos setores. A filetagem é uma maneira de conseguir isso. Especificamente, os filetes aumentam a durabilidade da maioria dos componentes.

Recursos de chanfros

As características dos chanfros estão um pouco relacionadas às dos filetes, mas com pequenas diferenças. Alguns desses recursos incluem;

• Promove facilidade de montagem. Os componentes que precisam ser montados seriam melhor chanfrados do que filetados. O ângulo de 45 graus da borda chanfrada da fêmea se fundirá facilmente com o da borda macho.
• Reduz o estresse. Assim como o filete, o chanfro também é responsável por reduzir a tensão na aresta do componente. No entanto, você deve observar que os chanfros não redistribuem a tensão como os filetes fazem.
• Proteja as bordas contra danos. As arestas vivas são propensas a danos, portanto, o chanframento é uma forma de protegê-las contra danos que podem ocorrer por estresse mecânico. 
• Reduza o peso de um design. No design, o peso final de um componente é crucial, especialmente se influenciar o seu custo e usabilidade. Nesses casos, o chanfro pode ser usado como mecanismo de controle.
• Melhora a capacidade de fabricação. Pode-se dizer que o aspecto de fácil montagem é uma característica que melhora a capacidade de fabricação de um produto.

Diferenças entre filete e chanfro

A partir do design, dos recursos e da aplicação desses dois designs de borda, você pode ver suas diferenças. Vamos decompô-los.

• Custo de fabricação – Os filetes são mais difíceis e caros de criar, enquanto os chanfros são fáceis e baratos. 
• Complexidade do projeto – Embora isso possa ser influenciado por vários fatores, é geralmente conhecido que os filetes são mais difíceis de projetar do que os chanfros na maioria dos softwares CAD. 
• Aplicação – Os filetes são usados ​​principalmente para melhorar a capacidade de suporte de carga, enquanto os chanfros permitem melhor intertravamento das extremidades correspondentes.
• Resistência (Strength) – Geralmente, os filetes formam arestas mais fortes que os chanfros. Isto se deve à distribuição uniforme de tensões e à melhor resistência à fadiga em comparação aos chanfros.

Semelhanças entre filete e chanfro

Embora os filetes e os chanfros tenham aparência completamente diferente, eles têm certas semelhanças que você deve conhecer. Alguns deles incluem;

• Aparência – Tanto os filetes quanto os chanfros têm como foco aumentar a estética e a funcionalidade da aresta de um componente. Em outras palavras, ambos são usados ​​para suavizar cantos vivos que podem resultar de cortes feitos à máquina. Isso significa que ambos servem a dois propósitos principais.
• Uso de material – Quando um componente é chanfrado ou filetado, a integridade estrutural e a composição do material do produto final permanecem inalteradas. Como resultado, o peso do produto final é reduzido.
• Recurso de segurança – Tanto os filetes quanto os chanfros se enquadram na categoria de recursos de segurança dos componentes CNC. Como já observamos repetidamente, cantos agudos podem ser perigosos se não forem observados.
• Versátil – Filetes e chanfros são versáteis no sentido de que podem ser aplicados a uma ampla gama de componentes para atingir os objetivos descritos. Portanto, eles são essenciais no design de materiais. 

Benefícios dos filetes e chanfros no design de produtos 

O design do produto é um dos elementos mais essenciais considerados ao projetar e fabricar componentes CNC. Isso ocorre porque o design do componente tem o maior impacto em vários aspectos dele. Portanto, recursos de projeto como filetes e chanfros são bastante benéficos. 

A proteção de bordas é um grande benefício desses recursos de design. Isto significa que as bordas das peças usinadas ficam protegidas contra danos. Como resultado, isso torna o produto mais resistente e durável.

Outro benefício dos filetes e chanfros é o apelo visual. Na HM, projetamos e fabricamos diversos componentes metálicos usinados em CNC . A estética é um dos principais objetivos do acabamento das bordas desses componentes, seja com filete ou chanfro.

Conclusão

Projetar um componente CNC sem considerar o acabamento da borda é coisa do passado. A maior parte da fabricação está descobrindo a necessidade de filetes ou chanfros. Como tal, há mais harmonia e consistência na indústria. Em última análise, isso é benéfico para você, como consumidor, e para nós, como fabricantes de componentes CNC.