Освоение обработки внутренних углов:комплексное руководство для инженера

Проблема острых углов при механической обработке возникает, когда цилиндрические режущие инструменты встречаются с острыми внутренними углами во внутренних элементах, таких как квадратные карманы. Форма режущих инструментов не позволяет им срезать точный угол. Вместо этого минимальный радиус резания равен скруглению радиуса инструмента.

Это неизбежная проблема, поскольку геометрия режущего инструмента просто не позволяет обрабатывать острые внутренние углы. В то же время ожидается, что некоторые внутренние детали будут иметь острые углы. Обычно это требование относится к сборочным приложениям, где внутренняя деталь служит гнездом/камерой для установки внешней детали с острыми внешними углами.

Однако эти противоречивые требования не создают тупика. Чтобы решить эту проблему, инженеры и машинисты придумали множество приемов.

Измените углы на скругления

Самое простое и очевидное решение — вообще избегать острых внутренних углов. Конечно, это может не выглядеть как «решение» рассматриваемой проблемы, но именно это рекомендуют эксперты по всем направлениям. В большинстве конструкций можно гибко изменять радиус угла, при этом небольшие изменения позволяют выполнить работу, сохраняя при этом ту же функциональность.

Основная причина этой рекомендации — ее простота. Все методы обработки углов, которые мы обсудим позже, требуют дополнительных усилий, затрат и времени. Если есть способ избежать этого, расставьте приоритеты.

Другая причина – стабильность процесса. Режущие инструменты, такие как концевые фрезы, не подходят для обработки очень глубоких карманов. Обычно рекомендуемая максимальная глубина резания в четыре раза превышает диаметр инструмента. За этими пределами начинают проявляться такие проблемы, как вибрация, поломка инструмента и плохое качество поверхности. Все это мешает режущему инструменту создавать высококачественные острые внутренние углы.

Таким образом, когда дизайнеры решают преобразовать углы в скругления, им также следует обратить внимание на радиус скругления. В зависимости от глубины кармана следует выбрать соответствующий радиус угла, который производственный отдел сможет безопасно обрабатывать, а также сохранит функциональность детали.

Филе на косточке и собачьей кости

Другое решение — добавить подрезы в каждом остром углу. Подрез — это элемент обработки, при котором вырез выходит в угол за периферию внутреннего кармана. Другими словами, он удаляет лишний материал из углов.

Это лучше всего работает, когда вам нужны острые внутренние углы, чтобы разместить внешний компонент во внутреннем кармане. Это не влияет на функциональность или производительность сборки и по-прежнему позволяет разместить сопрягаемый компонент. Более того, это может привести к некоторому полезному снижению веса.

Есть два популярных решения, которые машинисты регулярно используют при обработке острых углов.

Т-образная кость

Более простой и легкий тип угловой подрезки — «T-Bone». При этой операции фреза движется в угол только в одном направлении. Обычно длина разреза составляет не менее половины диаметра фрезы, чтобы обеспечить достаточно места для соединения сопрягаемых объектов.

Собачья кость

Другой тип подреза — «собачья кость», получивший свое название из-за сходства с формой собачьей кости. Он отличается от Т-образных костей тем, что разрез расширяется в двух направлениях, а не только в одном. Этот вид подрезов немного сложнее обрабатывать, но он эстетичен.

Электроэрозионная обработка (EDM)

Теперь давайте немного отвлечемся и посмотрим на решения, выходящие за рамки классической обработки. Электроэрозионная обработка — популярный производственный процесс, в котором используются электрические искры между заготовкой и инструментом для удаления материала путем плавления и эрозии. Он имеет специальное применение при обработке внутренних углов. Мы обсудим два типа процессов электроэрозионной обработки:электроэрозионную обработку и проволочную электроэрозионную обработку.

Электроэрозионный станок

В процессе электроэрозионной обработки режущий инструмент представляет собой специально разработанную матрицу, которая постепенно опускается (утапливается) в заготовку. Поскольку штамп представляет собой отрицательную форму геометрии элемента, он является внешним компонентом. Таким образом, он может без проблем иметь острые углы.

Электроэрозионная обработка проволоки

Проволочная электроэрозионная обработка отличается от электроэрозионной обработки. Его инструмент представляет собой тонкую проволоку, которая движется по контурам детали, разрезая материал. Он идеально подходит для обработки острых углов благодаря невероятно маленькому размеру инструмента (менее 0,1 мм в диаметре). Это означает, что проволочная электроэрозионная обработка позволяет изготавливать внутренние углы радиусом всего 0,05 мм, что во всех отношениях является «острым».

Однако у процесса EDM есть и недостатки. Как правило, электроэрозионная обработка намного медленнее, чем традиционная обработка, и у производителей должна быть веская причина, чтобы оправдать ее использование для обработки углов. Более того, электроэрозионную обработку может быть сложно спланировать машинистам из-за ее сложности. Кроме того, он ограничен только электропроводящими материалами и имеет плохую поверхность, что может потребовать дальнейшей обработки, чтобы довести его до должного качества.

Ручная резка

Наконец, когда машинам не удается получить высококачественный острый угол, на помощь приходят ручные навыки. В крайнем случае, используйте 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, что ручные процессы отнимают много времени и, конечно, не так точны, как машины. Однако, когда использование машин невозможно, они являются хорошей альтернативой.

Тема острых углов при механической обработке является интересной:все, от дизайнеров до машинистов, предлагают свои инновационные решения для решения этой проблемы. У дизайнеров есть множество вариантов выбора, когда они сталкиваются с острыми внутренними углами, что дает им значительную свободу дизайна.

Если вам требуется техническая поддержка для ваших обработанных деталей с острыми углами, WayKen — надежный производитель, к которому стоит обратиться. Мы предоставляем профессиональные услуги и опыт в области механической обработки. WayKen предлагает широкий спектр решений, отвечающих вашим потребностям в механической обработке, от услуг по механической обработке до последующей обработки. Свяжитесь с нами сегодня, чтобы начать новый проект.