Как угловой радиус влияет на обработку с ЧПУ

Когда дело доходит до производства металла, каждый тип оборудования будет иметь некоторые ограничения по размеру, углам, кривым и контурам, которые могут быть достигнуты. Обработка с ЧПУ ничем не отличается. Радиус угла обработки с ЧПУ относится к внутреннему радиусу углов вашей детали.

Помимо ограничений по размеру из того, что может вместить станок с ЧПУ, еще одним важным фактором является радиус угла. При обработке радиуса угла на станке с ЧПУ, как правило, невозможно получить идеально острый угол на внутренних углах. Радиусы углов, которые вы выбираете для своей конструкции, могут существенно повлиять на эффективность ее обработки и на конечное качество обработанной детали.

В этом блоге мы углубимся в концепцию радиуса угла при обработке на станках с ЧПУ. , и как выбрать идеальные радиусы скругления углов в соответствии с вашими требованиями и бюджетом.

Что такое угловой радиус?

Для обработки с ЧПУ под радиусом угла понимается внутренний радиус углов детали.

Все фрезерные станки с ЧПУ имеют цилиндрическую форму и создают радиус при вырезании внутреннего кармана. Радиус инструмента, используемого в процессе обработки с ЧПУ, будет определять возможные радиусы углов.

Почему угловой радиус имеет значение?

Угловой радиус чрезвычайно важен для обработки на станках с ЧПУ, поскольку он напрямую влияет на качество обработки. что может быть достигнуто, а также количество времени, которое потребуется для обработки детали .

При обработке внутренних элементов с ЧПУ радиус угла, которого вы пытаетесь достичь, повлияет на отделку внутренней части вашей детали. Попытка получить малый радиус угла относительно радиуса инструмента увеличит степень контакта инструмента с внутренними сторонами вашей детали, что приведет к снижению качества отделки.

Траектория инструмента может поворачиваться на 90 градусов, чтобы создать угловой радиус, равный радиусу инструмента (минимально возможный). Однако делать это не рекомендуется, так как это вызовет большую нагрузку как на инструмент, так и на деталь. Когда инструмент достигает угла, он должен остановиться и повернуться. Это может привести к появлению следов вибрации из-за повышенной вибрации инструмента и замедлит время резания. Можно использовать меньший инструмент для достижения более узких радиусов углов, но меньший инструмент требует некоторых предостережений.

Инструмент большего размера обеспечивает больший радиус скругления углов, но работает быстрее, что сокращает время, необходимое для обработки детали. Следовательно, меньшие инструменты приведут к увеличению затрат. Меньшие инструменты также более ограничены по глубине элемента (глубине кармана), которую они могут достичь. Это создает обратную зависимость между радиусами углов и глубиной элемента.

Короче говоря, использование максимально возможных радиусов для вашей конструкции повысит качество обработки поверхности и снизит затраты на механическую обработку. Большие инструменты, создающие больший радиус, работают быстрее и сокращают затраты.

Минимальные требования к скруглению углов

Существует минимальное требование к радиусу угла, поскольку инструмент физически не может вписаться в угол 90°, который меньше его радиуса, как показано на изображении ниже.

Чтобы лучше понять, почему увеличивается зацепление инструмента, полезно взглянуть на траектории движения инструмента, необходимые для формирования острых углов. Вот изображение, иллюстрирующее работу инструмента в зависимости от радиуса угла.

На картинке показаны два разных радиуса скругления углов. Красная линия указывает траекторию движения инструмента, а выделенная желтым цветом область указывает на зацепление инструмента.

В первом случае траектория инструмента составляет 90 градусов, что показывает широкую желтую область для зацепления инструмента.

Вторая последовательность GIF показывает более округлую траекторию инструмента, которая показывает меньшую желтую область, которая представляет меньшее взаимодействие инструмента. Повышенное зацепление инструмента создает большую нагрузку на материал и инструмент, что приводит к ухудшению качества обработки поверхности.

Эта вторая последовательность в gif иллюстрирует резкое увеличение угловых радиусов из-за гораздо большей дуги на траектории движения инструмента. Увеличенный радиус угла значительно снижает силы резания на инструменте и улучшает качество отделки. Это также позволит сократить время резки и, следовательно, снизить затраты.

Сравнение различных радиусов скругления с помощью одного и того же инструмента

Ниже приведена картинка в формате GIF, на которой показаны четыре различных радиуса скругления углов, каждый из которых достигается с помощью одного и того же инструмента.

Зеленый = наибольший угол траектории, что делает его идеальным вариантом

Желтый = Этот угловой радиус достаточен, однако лучше всего использовать радиус инструмента 200 %.

Оранжевый = Радиус инструмента 120% не идеален.

Красный = Этот угловой радиус не рекомендуется, так как это приведет к ухудшению качества поверхности.

Как выбрать угловой радиус?

Как описано в этом сообщении в блоге, выбранный вами радиус скругления может существенно повлиять на эффективность обработки вашей детали, а также на достигнутое качество.

На приведенной ниже диаграмме показаны минимальные значения радиуса, которые мы рекомендуем для глубины элемента.

Дальний столбец «Рекомендуемый минимальный радиус» означает, что у нас есть процессы для этих значений, которые работают хорошо.

Минимальный радиус — это теоретический минимум, которого мы можем достичь, но этот радиус ниже рекомендуемого. Если вы выберете минимальный радиус, стоимость увеличится, а качество обработки поверхности может пострадать.

Мы всегда рекомендуем использовать как можно большие радиусы.

Глубина функций	Минимальный радиус	Рекомендуемый минимальный радиус
0,47 дюйма (11,938 мм)	0,016” (0,406 мм)	0,031” (0,787 мм)
0,75 дюйма (19,05 мм)	0,032” (0,813 мм)	0,063 дюйма (1,6 мм)
2 дюйма (50,8 мм)	0,063 дюйма (1,6 мм)	0,094 дюйма (2,388 мм)
3 дюйма (76,2 мм)	0,125 дюйма (3,175 мм)	0,15 дюйма (3,81 мм)
3,25 дюйма (82,55 мм)	0,25 дюйма (6,35 мм)	0,275” (6,985 мм)
4,25 дюйма (107,95 мм)	0,3 дюйма (7,62 мм)	0,325” (8,255 мм)
5,75 дюйма (146,05 мм)	0,75 дюйма (19,05 мм)	0,8 дюйма (20,23 мм)

Заключение

В конечном счете, при проектировании деталей, обработанных на станках с ЧПУ, вам необходимо сбалансировать свои требования с ограничениями, которые исходят от инструментов. И, конечно же, часто играет роль бюджет.

Цель этого блога — объяснить, почему радиусы углов являются важным фактором при создании деталей и корпусов, изготовленных на станке с ЧПУ, поскольку выбранные вами радиусы углов напрямую влияют на время обработки и стоимость проекта.

Все еще застряли? Не беспокойтесь — наша команда по проектированию и проектированию станков с ЧПУ всегда готова помочь. Свяжитесь с нами, чтобы обсудить ваш дизайн и ваши конечные требования. Наша миссия – найти решение, которое будет работать для вас, чтобы вы могли поддерживать реализацию своих проектов и укладываться в сроки.