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使用倒角和圓角進行設計時應考慮的加工成本

作者: 編輯: 來源: 發布日期: 2022.06.30
信息摘要:
圓角和倒角通常添加到實體模型中以使它們看起來不錯並消除尖銳的邊緣和角落。許多工程師在他們的CAD模型中輕鬆使用這些功能,以改進功能並提升設計…

圓角和倒角通常添加到實體模型中以使它們看起來不錯並消除尖銳的邊緣和角落。許多工程師在他們的 CAD 模型中輕鬆使用這些功能,以改進功能並提升設計。但是圓角和倒角對CNC加工成本的影響是什麼?

這些圓角和倒角在美學上令人愉悅,並為設計增加了價值。但它們也顯著增加了CNC 加工項目的機器時間和成本。

在設計中添加圓角或倒角之前要考慮的主要問題是:

圓角或倒角的主要作用是什麼?

這個圓角或倒角對於零件的功能真的有必要嗎?

為我生產的數量添加此功能的成本效益如何?

如何檢查公差?

為了更好地理解為什麼這些設計和成本考慮很重要,我們來看一些例子。

為什麼圓角和倒角會增加加工成本

設置工具既耗時又昂貴

首先,讓我們比較一下如何使用CNC 加工過程完成圓角和倒角。倒角通常使用磨削到正確角度的工具製成,例如埋頭孔、倒角工具或點鑽。

倒角工具用於製作外部倒角,而點鑽或埋頭孔工具用於製作內部倒角。

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由於是直角,因此使用這些埋頭孔之類的工具,隻需一次機器走刀即可輕鬆切割倒角

圓角是使用加工零件輪廓的立銑刀創建的。如果圓角沿零件邊緣,則可能會使用圓角立銑刀。

但是,設置這些工具可能非常耗時且昂貴。刀具必須將半徑混合到零件的頂麵和側麵,這樣就沒有錯誤,也沒有剩餘的台階。

為了實現這一點,沿零件邊緣的圓角(如圖 1中的生圓角)通常由球頭立銑刀製成。為了獲得高質量的圓角,刀具被編程為緊密跟隨零件邊緣並進行非常小的步距。

但這使該過程變得昂貴。包括更多高精度和高質量的圓角和倒角會顯著增加加工時間。在加工環境中,時間就是金錢。因此,在添加額外的圓角或倒角之前,請考慮零件功能是否需要它並且是否值得額外成本。

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圖1

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球頭銑刀用於逐漸切割角圓角和拔模的表麵,增加了顯著的加工時間

圓角和倒角不適合低產量

產量是另一個增加成本的主要因素。加工成本與生產的零件成反比,因此,低零件產量意味著更高的成本,反之亦然。

此外,在該低數量之上添加圓角和倒角會增加總體成本(請參見下麵的成本比較表)。大型生產運行可能使用鑄造或鍛造工藝。在這種情況下,魚片不僅相對具有成本效益,而且是必要的。

如何使用圓角和倒角降低加工成本

在評估這些因素並決定添加圓角或倒角時,下一步是考慮如何以較低的成本加工零件。

設計具有正確公差的倒角

在下圖 2中,這部分頂部的藍色孔是一個 M18 X 2 螺紋孔,倒角為 0.635mm。這個倒角是必要的,因為它使緊固件更容易進入孔中。

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圖 2

在設計上述倒角時,不應忽略公差。公差越小,零件的成本就越高。

在圖2所示的例子中,倒角直徑標注到小數點後三位,這意味著倒角的直徑隻能偏離公稱尺寸±0.127mm。

更嚴格的公差反過來會增加成本,因為它需要更頻繁地檢查,並且在技術上需要倒角規來獲得小數點後三位的精度。自然,隨著更嚴格的審查和更嚴格的測量,零件變得更加昂貴。

相反,如果將倒角更改為精確到小數點後兩位,則允許偏差將加倍至標稱尺寸的±0.254mm。這將允許您減少檢查頻率並使用遊標卡尺而不是倒角規。如果這個小調整可以被設計接受,那麼成本也可以降低。

盡可能去除倒角

也可以考慮從孔標注中移除倒角以降低成本和簡化操作(見下表)。

例如,在圖 3中,側麵灰色孔中的倒角的主要功能是便於將銷更容易地組裝到每個孔中。如果確切的尺寸不重要,您可以將倒角特征從實體模型中移除,並在圖紙中添加注釋,說明“移除所有鋒利的邊緣”。或者,可以使用最小和最大特征尺寸以及較大的公差來調用它,如圖 3所示。

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圖 3

盡可能使用倒角而不是圓角

如果設計允許將倒角換成圓角,那麼它是使零件更便宜的理想選擇。例如,沿零件邊緣的倒角(如紅色倒角)比圓角更容易且更實惠。

設置圓角半徑工具比設置倒角工具需要更多時間,因為工具設計者必須注意它與圓角連接的曲麵融合。為了達到預期的精度和精度,球頭立銑刀需要沿圓角區域多次通過。

由於倒角工具需要更少的時間來設置和操作,與圓角相比,它降低了成本。

如果需要圓角並且倒角不是一個選項,如果您能夠使用半徑銑刀,請嚐試製作標準尺寸。標準半徑銑刀從 1.6 毫米開始並增加 0.8 毫米。使用此工具加工圓角總是比使用球頭立銑刀更快。

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