Знания о скруглениях в обработке с ЧПУ

Недавно обработанные металлические детали могут иметь более острые края, чем ожидал конечный пользователь, если конструкция не делает эти острые края гладкими. Скругления и фаски обычно добавляются к твердотельным моделям, чтобы улучшить их внешний вид и устранить острые края и углы. Многие инженеры легко используют эти функции в своих моделях САПР для улучшения функциональности и улучшения конструкции. Чтобы создать разрыв края, дизайн должен включать наклонные или скошенные края и закругленные углы, называемые скруглениями.

Что такое скругление?

В машиностроении машинисты называют закругленные углы круглыми деталями, спроектированными внутри или снаружи краев.

Это три типа механики скругления:скругление со скошенной кромкой, вогнутое скругление и выпуклое скругление. С внутренней стороны галтели вогнуты, а снаружи выпуклы. Инженеры используют скругления, чтобы уменьшить нагрузку на детали. Таким образом, скругление помогает распределить нагрузку на большую поверхность и предотвратить быструю деформацию находящейся под напряжением части.

Если в конструкции необходимо устранить острые кромки и снизить концентрацию напряжений, инженеры-конструкторы скругления — лучший выбор.

Скругление — это круглая кромка или угол детали. Углы помогают уменьшить напряжение и распределить его по большей поверхности, тем самым улучшая несущую способность и помогая предотвратить быструю деформацию деталей, работающих под давлением. Вогнутое скругление расположено внутри детали, а выпуклое — снаружи. Например, когда вертикальная стена встречается с наклонной поверхностью внутри детали, скругление также может создавать переход между элементами.

Скругления и другие особенности дизайна

Скругления легко спутать с другими конструктивными элементами, такими как радиус скругления, фаска и скос. Все эти особенности создают похожий дизайн, в котором острые края каким-то образом сломаны. Скругление — это элемент излома острой кромки, который добавляет радиус вогнутости или выпуклости к внутреннему углу детали. Скругления отличаются от фасок и скосов тем, что они не имеют радиуса. Фаска обычно представляет собой угол в 45 градусов, добавленный к расчетной кромке элемента. А уклон – это наклон горизонтального или вертикального ребра. Радиус скругления проходит по внутреннему углу изготовленной детали, а радиус скругления проходит по внешнему углу изготовленной детали.

Нецелевое использование скруглений

1. Не создавайте скругления для деталей, напечатанных на 3D-принтере

Поскольку 3D-печать является аддитивным процессом, нет необходимости предполагать, что инструмент должен перемещаться по детали и удалять материал для проектирования детали, а дизайнер может более свободно использовать сложную и необычную геометрию. Скругления иногда добавляются в областях, где резко меняется геометрия, чтобы устранить напряжение, но они редко нужны. Карманы и внутренние элементы печатающей секции могут располагаться под углом или заостряться, и у вас даже может быть полость, полностью окруженная окружающим материалом!

2. Не создавайте скругления для нижнего края

Скругление нижней кромки паза, стенки, глухого отверстия или бобышки можно использовать для улучшения внешнего вида детали или повышения прочности элемента (путем уменьшения концентрации напряжений). Однако закругленные углы в этих местах требуют использования шаровых концевых фрез и всегда будут делать вашу деталь дороже, чем нижние детали. Это связано с тем, что для программирования такой геометрии обычно требуется операция трехмерной обработки (требуется больше времени для набора номера). Кроме того, шаровые концевые фрезы по своей природе более хрупкие, чем квадратные концевые фрезы, и их нужно обрабатывать с меньшей скоростью.

Было доказано, что изменения других геометрических параметров, таких как глубина отверстия или близость отверстия к другим элементам удаления объема, оказывают большее влияние на напряжение на дне отверстия или полости, чем скругление в нижней части. нижний. Кроме того, изменения конструкции, изменяющие эти элементы, будут более рентабельными, чем добавление сложных скруглений на дне полости.

Оптимальное использование скруглений

Край детали

Чтобы избежать несчастных случаев при обращении и осмотре, безопаснее сломать все края конструкции детали. Однако снятие фаски не всегда лучший выбор для кромок деталей. Острые края могут стать причиной травм при обращении. Поэтому в этом случае вам может понадобиться выбрать скругление.

При проектировании деталей с чистовой обработкой для ЧПУ рекомендуется скруглить края этих областей, чтобы внешний вид ваших деталей можно было плавно интегрировать без грубых переходов. Поскольку косметические скругления не обеспечивают механических или прочностных характеристик, их следует добавлять после определения оставшейся геометрии. Однако эти функции следует использовать с осторожностью, поскольку они влияют на стоимость обрабатываемых компонентов.

Внутренние грани между вертикальными стенами

Для резки высокоскоростным вращением все инструменты с ЧПУ имеют круглую и осесимметричную форму, поэтому невозможно вырезать квадратный угол между двумя вертикальными стенками. Любой край, где две вертикальные стенки пересекаются под углом менее 180 °, необходимо скруглить.

Внутренние грани между наклонными/органическими поверхностями

Как и в первом случае в этом разделе, закругленные углы также требуются для краев менее 180 ° между наклонными или органическими поверхностями. Если эти кромки не полностью вертикальны, они будут срезаны концевой шаровой фрезой, а радиус инструмента — это минимальный размер скругления, которое можно оставить между поверхностями.

Вертикальная стена + скос/изогнутая поверхность/органическая поверхность

В сочетании первого и второго случаев, когда вертикальная стена на вашей стороне встречается с наклонной, изогнутой или органической поверхностью под ней, вам необходимо включить скругления.

Заключение

Скругления в производстве предназначены для скругления острых краев или углов.

Скругление обрабатывается с помощью инструмента ЧПУ для скругления краев или аналогичного инструмента скругления, который формирует выпуклую или вогнутую окружность на пересечении двух поверхностей.

Скругление — это круглая поверхность, а фаска — плоская поверхность. Оба находятся между пересечениями двух поверхностей.

Скругления обеспечивают лучшее снижение концентрации напряжений, чем фаски.

Хотя скругления могут увеличить незначительную площадь поверхности поперечного сечения, их основное преимущество заключается в том, что они снижают концентрацию напряжения в области, к которой они приложены.