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如何處理 CNC 加工中的尖角?設(shè)計(jì)時(shí)要考慮機(jī)械師

ainet.cn   2025年03月05日

尖銳的內(nèi)角對(duì)CNC機(jī)械師來(lái)說(shuō)簡(jiǎn)直就是噩夢(mèng)。立銑刀和鉆頭(兩種常見的CNC加工切削刀具)是圓柱形的,切削長(zhǎng)度有限,而圓柱形刀具在切削內(nèi)腔時(shí)總會(huì)形成半徑。

  工具的幾何形狀決定了零件的半徑。使用CNC機(jī)器生產(chǎn)的零件總是至少有一個(gè)小半徑,這將使帶有尖角的設(shè)計(jì)更難制造。有加工尖角的方法,但這些方法相當(dāng)昂貴,所以我們建議只有在絕對(duì)關(guān)鍵的情況下(并且值得額外的生產(chǎn)成本)才將它們保留在您的設(shè)計(jì)中。

為什么尖角在CNC加工中是一個(gè)問(wèn)題?

  機(jī)械師在CNC加工過(guò)程中使用的工具半徑將決定可能的圓角半徑。它還將直接影響機(jī)器生產(chǎn)出的零件的質(zhì)量以及生產(chǎn)時(shí)間。

  從技術(shù)上講,CNC可獲得的最小內(nèi)部銳角半徑等于切削刀具的半徑。因此,如果您想要獲得一個(gè)完美的銳角,您的刀具需要90度路徑,而CNC刀具不是這樣制造的。

  如果你無(wú)論如何都想這么做,就需要停止機(jī)器并旋轉(zhuǎn)工件。這樣可能會(huì)因工具振動(dòng)增加而產(chǎn)生顫紋,從而減慢加工過(guò)程并導(dǎo)致零件制造質(zhì)量低劣。

數(shù)控機(jī)械師如何解決尖角問(wèn)題?

  解決尖角問(wèn)題的方法有很多,從添加圓角到切換用于制造定制零件的技術(shù)類型。

1

何時(shí)以及如何添加圓角半徑(或圓角)

  解決內(nèi)部尖角問(wèn)題的第一個(gè)解決方案是增加零件角的半徑。較大的工具可產(chǎn)生較大的角半徑,但運(yùn)行速度更快,從而減少零件加工所需的時(shí)間。但是,最終可能會(huì)得到更粗糙的表面。

  凹槽深度也與刀具半徑有關(guān)。這是因?yàn)槭褂弥睆捷^小的刀具銑削太深的凹槽可能會(huì)引起振動(dòng),從而導(dǎo)致刀具本身出現(xiàn)顫動(dòng)和疲勞。

  根據(jù)經(jīng)驗(yàn),拐角處的半徑應(yīng)至少為腔體深度的1/3。腔體深度應(yīng)為刀具直徑的兩到三倍。需要注意的是,雖然這個(gè)過(guò)程相對(duì)簡(jiǎn)單,但成本可能非常高。

2

何時(shí)以及如何使用T骨和狗骨魚片

  當(dāng)需要組裝零件時(shí),圓潤(rùn)的內(nèi)角可能會(huì)導(dǎo)致裝配問(wèn)題。這時(shí)狗骨和T骨圓角就派上用場(chǎng)了。

T骨魚片

  簡(jiǎn)單的T骨圓角只向一個(gè)方向延伸角。刀具延伸其刀具半徑的角,使配合部件具有尖角。

狗骨圓角

  顧名思義,狗骨圓角看起來(lái)就像狗的咀嚼玩具。

  使用狗骨圓角,拐角在兩個(gè)方向上延伸,即使拐角尖銳,配合部件也能完美匹配。這有助于平衡拐角兩側(cè)去除的材料,從而形成整體更堅(jiān)固的拐角。這是一個(gè)簡(jiǎn)單可行的解決方案,但它去除的材料比必要的要多。

  解決方案是將雙向狗骨置于距離拐角本身√(R²/2)的位置。這樣可以加工拐角所占據(jù)的整個(gè)區(qū)域,而不會(huì)去除不必要的材料。 

3 

何時(shí)以及如何使用EDM(電火花加工)

  電火花加工,也稱為火花加工或電弧加工,是一種獨(dú)特的制造工藝,利用一系列重復(fù)的電放電去除工件上的材料。電流在兩個(gè)電極之間流動(dòng)(由介電液體隔開),從而去除工件上的材料以形成特定的零件尺寸。

EDM有兩種不同類型:

  線切割:將一根細(xì)的單股金屬線(通常是黃銅)穿過(guò)工件,并浸入介電流體(通常是去離子水)槽中。切割尖角時(shí),線會(huì)停留在半徑內(nèi),從而導(dǎo)致輕微的過(guò)度切割。

  沉降電火花加工(或沖壓電火花加工):由浸沒(méi)在絕緣液體(例如油或其他介電流體)中的電極和工件組成。電極和工件連接到合適的電源,電源在兩部分之間產(chǎn)生電勢(shì)。當(dāng)電極接近工件時(shí),流體中會(huì)發(fā)生介電擊穿,形成等離子通道,小火花可以在此跳躍。 

電火花加工的優(yōu)點(diǎn):

  能夠加工復(fù)雜形狀

  材料硬度不影響工藝

  內(nèi)部輪廓和內(nèi)部角精確至R0.02毫米

  刀具和工件之間沒(méi)有直接接觸,因此可以加工精細(xì)部分和脆弱材料而不會(huì)產(chǎn)生明顯的變形

 EDM的缺點(diǎn):

  材料去除速度慢

  只能加工導(dǎo)電材料

  用于制造沖壓/電火花加工電極的額外時(shí)間和成本

  功耗高

  對(duì)機(jī)械師來(lái)說(shuō)具有挑戰(zhàn)性,而且成本相當(dāng)高

  表面紋理最終會(huì)變得非常粗糙,因此需要對(duì)以這種方式加工的任何區(qū)域進(jìn)行后處理

(來(lái)源:旭能智造零件加工 )

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