Освоение обработки внутренних углов: подробное руководство инженера

Проблема острых углов в обработке возникает, когда цилиндрические режущие инструменты встречают острые внутренние углы во внутренних особенностях вроде квадратных карманов. Форма режущих инструментов предотвращает их от вырезания точного угла. Вместо этого минимальный режущий радиус равен фаске радиуса инструмента.

Это неизбежная проблема, так как геометрия режущих инструментов просто неспособна обрабатывать острые внутренние углы. В то же время, несколько внутренних особенностей ожидают иметь острые углы. Обычно это требование для сборочных приложений, где внутренняя особенность служит сиденьем/камерой для подгонки внешней детали с острыми внешними углами.

Эти конфликтующие требования не создают тупика, однако. Инженеры и операторы придумали многочисленные дизайнерские маневры для решения этой проблемы.

Измените углы на фаски

Самое простое, наиболее очевидное решение — избегать острых внутренних углов вообще. Данное, это может не выглядеть как «решение» проблемы под рукой, но это то, что эксперты рекомендуют через совет. Большинство дизайнов гибки к изменению радиуса угла, с небольшими корректировками, выполняющими работу при сохранении той же функциональности.

Главная причина этой рекомендации — ее простота. Техники обработки углов, которые мы обсудим позже, все требуют дополнительных усилий, затрат и времени. Если есть способ избежать этих, приоритезируйте его.

Другая причина — стабильность процесса. Режущие инструменты вроде концевых фрез не подходят для обработки очень глубоких карманов. Обще рекомендуемая максимальная глубина резания — четыре раза диаметр инструмента. За этими пределами проблемы вроде дрожания, поломки инструмента и плохого качества поверхности начинают появляться. Все это препятствует способности режущего инструмента производить высококачественные острые внутренние углы.

Таким образом, когда конструкторы выбирают конвертировать углы в фаски, они также должны обратить внимание на радиус фаски. В зависимости от глубины кармана, они должны выбрать подходящий радиус угла, который производственный отдел может безопасно обработать и который также сохраняет функциональность детали.

T-образные и Dogbone фаски

Другое решение — добавить подрезы в каждом остром углу. Подрез — особенность обработки, где рез заходит в угол за периферию внутреннего кармана. Иными словами, он удаляет лишний материал из углов.

Это лучше всего работает, когда вам нужны острые внутренние углы для подгонки внешнего компонента внутрь внутреннего кармана. Это не влияет на функциональность или производительность сборки и все равно делает путь для сопрягаемого компонента, чтобы он влез. Более того, это может привести к полезному снижению веса.

Существует два популярных решения, которые операторы регулярно используют для острых углов в обработке.

T-образная (T-bone)

Более простой, легкий тип углового подреза — «T-образная». В этой операции резак движется в угол только в одном направлении. Обычно продолжение реза составляет минимум половину диаметра резака для создания адекватного пространства для сопрягаемых объектов, чтобы они подогнались вместе.

Dogbone (Собачья кость)

Другой тип подреза — «dog bone», получающий название от своего сходства с формой собачьей кости. Он отличается от T-образных тем, что продолжает рез в двух направлениях вместо одного. Этот вид подреза слегка более сложен для обработки, но эстетично приятен.

Электроэрозионная обработка (ЭЭО)

Теперь давайте немного отступим и посмотрим на решения слегка за пределами классической обработки территории. ЭЭО — популярный производственный процесс, использующий электрические искры между заготовкой и инструментом для удаления материала через плавление и эрозию. У него специальные применения в обработке внутренних углов. Мы обсудим два типа процессов ЭЭО: матрично-погружающее ЭЭО и проволочное ЭЭО.

Матрично-погружающее ЭЭО (Die-Sink EDM)

В процессе матрично-погружающего ЭЭО режущий инструмент — кастомно спроектированная матрица, которая постепенно опускается (погружается) в заготовку. Поскольку матрица — негативная форма геометрии особенности, она внешний компонент. Таким образом, она может иметь острые углы без каких-либо проблем.

Проволочное ЭЭО (Wire EDM)

Проволочное ЭЭО отличается от матрично-погружающего ЭЭО. Его инструмент — тонкий провод, движущийся вдоль контуров особенности для резки материала. Он высоко подходит для обработки острых углов благодаря своей невероятно малой размеру инструмента менее 0,1 мм в диаметре. Это означает, что проволочное ЭЭО может производить внутренние углы с радиусом до 0,05 мм, что «остро» по всем меркам.

Есть недостатки процесса ЭЭО хотя. Обычно ЭЭО намного медленнее конвенциональной обработки и производители должны иметь вескую причину для обоснования его использования для угловой обработки. Более того, ЭЭО может быть сложным для планирования операторами из-за своей сложности. К тому же, оно ограничено только электрически проводящими материалами и имеет плохое качество поверхности, которое может потребовать дальнейшей обработки для приведения его к стандарту.

Ручная резка

Наконец, когда машины терпят неудачу в производстве высококачественного острого угла, ручные навыки приходят на помощь. Последний приют — использовать различные ручные инструменты для резки, шлифовки и полировки внутреннего угла для достижения желаемой формы.

Некоторые распространенные ручные инструменты включают долота, напильники и наждачную бумагу. Понятно, ручные процессы времязатратны и определенно не таки точны, как машины. Однако когда использование машин неосуществимо, они хорошая альтернатива.

Тема острых углов в обработке интересная, со всеми от дизайнеров до операторов вносящими свои инновационные решения для борьбы с этой проблемой. Дизайнеры имеют разнообразие опций для выбора при столкновении с острыми внутренними углами, давая им ценную дизайнерскую свободу.

Если вам требуется инженерная поддержка для ваших механически обработанных деталей с острыми углами, WayKen — надежный производитель для рассмотрения. Мы предоставляем профессиональные услуги и экспертизу в области обработки. От услуг обработки до постобработки, WayKen предлагает комплексный спектр решений для удовлетворения ваших потребностей в обработке. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать новый проект.