In 拓发数控加工 车间里,有很多零件都有圆角和边缘。这种设计称为去除尖锐的棱角。在精密车间的质检部门,我们可以看到很多零件都经过了这一工艺的处理。
定制CNC加工零件时,除了尖角(两个连接面或顶点之间的规则几何图形)外,有些角还可以设计为倒角或圆角。
了解倒角和圆角之间的区别是设计人员必须考虑的基本因素。因为它影响零件制造的难易程度和成本。一般来说,圆角和倒角会导致额外的 CNC 加工成本,同时降低生产速度。因此,是否使用圆角和倒角需要综合考虑。
什么是圆角
圆角:将零件的棱角或拐角处进行圆角处理,消除所有尖角,可提高外观和使用寿命,并避免尖角伤害使用者。
三种类型的鱼片
三种类型的圆角机制:斜角圆角、凹面圆角和凸圆形圆角。圆角可减少零件上的应力,将应力分散到更大的表面上,有助于防止压缩零件突然变形。也是消除和去除锋利边缘的最佳选择。
圆角的作用:
圆角的设计和加工质量直接影响机械零件的可靠性。这种影响体现在以下两个方面。
(1)圆角的尺寸和加工质量直接影响零件的热处理工艺性能。热处理是材料性能增强的重要方法,也是检验材料和零件缺陷(结构缺陷和加工缺陷)的过程。
机械零件圆角设计或加工不当是造成热处理变形和开裂的常见因素。零件在热处理(特别是淬火)过程中,由于相变应力(因组织转变而产生的体积变化差异)和热应力(不同零件面积因温差而产生的热胀冷缩差异)的共同作用),当该应力超过材料的断裂强度时,零件就会变形。它还会导致零件破裂。
(2)零件结构突变处是应力集中处。在应力集中的地方,微裂纹的萌生和扩展更容易、更快。由于圆角设计或加工不当,在数控加工过程中,交变应力会“自行寻找”到最薄弱的区域。该区域会产生一些微裂纹,随后的裂纹扩展导致疲劳失效。其中,早期失效(低周疲劳)对零件的危害更大。而机械产品的损坏会以“突发”的形式出现,其中蕴藏着极大的危险。
什么是倒角
倒角是加工零件的斜边或角。倒角可以去除毛刺并方便一些组装。
倒角是机械加工时去除零件上的毛刺。并对零件边缘进行倒角,方便装配。
倒角的作用如下:
(1) 去除锋利边缘(为了安全)。
(2)、引导(便于组装)。
(3)去除毛刺,使其美观。
(4)轴承钢零件热处理前粗加工时必须有倒角,这对材料热处理时释放应力、内部组织重新分布、减少裂纹和减少变形起着非常重要的作用。
倒角所用机器:
1.自动开关
此自动开关的作用:将两台不同机器的电源插入自动开关的插孔中,自动开关将两台机器连接在一起。联动是指两台机器分主、辅。一主,一辅,主控辅。
当主机启动时,辅机也启动,当主机停止时,辅机也停止。这就是联系。当两台机器没有连接自动开关时,它们是独立的,没有任何关系。
说到这里,相信大家都能想象到自动开关的用处了。
2.高压泵
配合自动开关,可搭配微型高压水泵,轻松无忧地进行加工(展示水泵的工作范围)。
不要小看这个微型水泵。水平范围超过5米。如果用橡胶软管连接,高度可达10米。最适合给水钻机供水。
万能喷嘴适合在任何云石机上使用,其固定夹可以轻松固定在云石机上,并且可以调节喷水大小。
喷头通过橡胶软管与水泵连接,水泵通过自动开关由云石机控制,形成一套自动喷水装置。
大理石机与水钻机配套后,该装置可升级为自动冷却型。减少了施工粉尘,防止施工人员吸入砖尘而患尘肺。
圆角 VS 倒角
圆角形成的光滑边缘也更容易涂覆和涂漆。相反,随着时间的推移,倒角会导致涂层剥落。
倒角更容易磨损,因为它们具有锋利的边缘,但它们比尖角更安全,因为这些边缘是隐藏的。组装配合零件时,倒角比圆角更宽容。倒角孔可实现平稳移动和插入,非常适合在组装过程中轻松将公部件插入母部件。此外,可以使用一种工具创建不同尺寸的倒角。
拐角倒角包括倒角和圆角。它们在产品的制造、装配和使用过程中发挥着非常重要的作用,不容忽视。于是,很多工程师在产品设计时看到拐角就想加一个倒角,而且拐角必须是圆角的。众所周知,随意添加倒角、圆角可能会大大增加产品制造成本。
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还有哪些地方需要倒角或圆角
倒角、圆角的设计主要是出于安全、工艺、外观装饰的需要。
安全需求
零件铣削后,边角往往非常锋利。倒角和圆角常用于去除尖角和毛刺,以避免划伤。这些地方的倒角和圆角还可以消除产品尖端的应力,减少因碰撞和疲劳而导致产品的损坏和失效。
工艺制品
并且有些零件由于工艺要求必须设计适当的倒角和圆角。轴孔及零件倒角,便于装配;齿轮齿顶倒角不仅可以防止热处理变形造成齿顶翘曲,还可以防止齿顶因硬化而崩塌,以免影响啮合质量。
粉末冶金零件
粉末冶金零件的设计拔模斜度可以方便产品脱模,减少磨损;产品结构拐角处的倒角或圆角设计,有利于模具内液体循环顺畅,压力均匀,脱模方便。
装饰产品
倒角和圆角还具有装饰效果。圆润的倒角使产品更具亲和力和吸引力。产品设计中常用的倒角方法有四种:等倒角、相对倒角、反向倒角和平面过渡倒角。
等边倒角的特点是水平线相互平行,截面轮廓边缘相互垂直。当倒角半径不大时,会形成坚韧而细腻的“线条”,更能体现产品工艺的细腻度和整体感。
相关倒角产生的虚拟空间在零件外部,使得整个产品的体积明显变小,在视觉上将产品“切割”得更薄,不仅削弱了长方形的呆板、冷漠的形象,也使得产品的外观变得更加美观。整体造型简洁。增强了产品的整体感,广泛应用于电子产品中。
出发倒角的形式包括折线、曲线、角度和虚拟空间的变化。与均等型倒角相比,发散型倒角体、曲面翻转、三维空间的韵律变化产生动态暗示,对体分割具有较强的独立作用。最典型的应用是手机按键和电脑键盘,一些电子产品的开合盖也采用这种倒角。
平面过大倒角是最常见的倒角类型,没有明显的分型线。流畅的过渡、丰富多样的造型,增强了产品的整体美感。
倒角和圆角,如何选择
圆角过渡部分光滑,无尖点和棱边;而倒角形成斜角,无论倾斜角度如何变化,斜角的两侧都会与零件的轮廓形成尖角,但这些尖角是钝角,而不是锐角。因此,圆角比倒角更适合减少应力集中,圆角的防护性能也比倒角好。
在装配关系中,倒角设计往往起主导作用,以方便装配,但要避免干涉。以下图中的圆角和倒角为例。为保证不发生干涉,外倒角与内圆角配合时,外倒角必须大于内圆角的内倒角。同样,当外圆角和内圆角倒角组合时,外圆角必须大于内圆角倒角。
在机械加工中,圆角和倒角都可以通过切削、磨削等加工方法来完成,但倒角的加工范围比圆角更广,而且更容易加工。
例如,加工轴类零件时,使用普通车床时,倒角用普通车刀即可完成,圆角则需专用成形刀具;用数控机床加工时,倒角的效率比圆角高。
倒角与圆角对比
比较项目
倒角
鱼片
目的
孔口的倒角起到导入的作用,倒角常用于外部特征
为避免锋利边缘伤人,内部特征请使用圆角
成本
当零件手工切割时,更便宜
如果是铣削,相对来说,成本比倒角要高
时间
更快
比倒角需要更多时间,除非球头铣刀已用于复杂形状
工具
一把刀具可加工各种尺寸的倒角
加工不同尺寸的圆角需要不同的刀具
涂料
倒角处仍有锋利边缘,涂层容易剥落
如果需要涂层,最好是圆角
因此,从经济性上来说,倒角优于圆角。无特殊要求时,外表面和平面优先采用倒角。内腔侧壁的拐角处应尽量倒圆角,因为刀具在用侧刃切削过程中,拐角处会留下刀具的半径圆弧。如果将内腔侧壁加工成倒角或直角,则需要放电加工等辅助加工设备,成本较高。
如何设计更具性价比的倒角?
倒角造成的刀具成本会随着刃口半径的增大而成比例增加,而圆角拐角无论在什么场合都会造成不必要的加工成本。
在零件设计中添加倒角或圆角之前,可以考虑以下4个问题:
倒角或圆角有什么作用?
倒角和圆角对于零件的功能来说是必需的吗?
考虑到计划的生产数量,增加这种设计是否具有成本效益?
如何检查耐受性?
如果只是打样,每个零件的成本已经很高,再加上倒角或圆角设计并不划算。但如果量产的话,每个零件的成本并不会增加太多,性价比很高。而对于铸造或锻造工艺来说,圆角不仅具有成本效益,而且是必须的。
公差越小,加工成本越高。如果确定尺寸不重要,则可以从实体模型中删除倒角,并且可以在绘图中添加注释,说明“锐边被钝化,并为钝角倒角或圆弧给出范围值”。
从4个方面给出解决方案
从CNC加工零件的功能、位置公差和成本来看。
1。 功能
不要忘记数控加工零件产品的最终用途。锋利的边缘是否更有可能破坏环境?该零件是否会用于承载应用?如果使用,CNC加工件应承受多少重量?考虑产品功能是否取决于倒角或圆角的存在。
例如,零件应该涂漆或涂层,还是应该涂清漆以延长磨损?该组件是否必须与配合部件完全匹配,或者是否有一些余量?回答这些问题将帮助您决定使用哪个角落。
2. 地点(室内、室外)
重要的是要考虑您正在设计的拐角是在 CNC 加工零件的内部还是外部。更重要的是仔细考虑外边缘,因为它几乎总是更明显,更容易受到外部条件的影响,并且随着时间的推移会磨损。
然而,在设计合适的轴孔时,考虑内角倒角或圆角也很重要。建议沿孔边缘进行倒角,因为对孔进行倒角可以使销钉移位并使紧固件更容易插入。
3。 公差
优化尺寸公差是产品设计的重要组成部分,尤其是在 CNC 上加工零件时。确定您的产品需要有多准确,以及不正确的测量会对产品功能和贴合度产生怎样的影响。
另外,问问自己公差对于确保 CNC 加工零件的性能有多重要,并考虑如何检查它们。请注意,应用非常严格的公差可能会很昂贵,而且倒角通常会增加公差。
4. 零件数量
应用倒角和圆角的成本可能很高。考虑倒圆角和倒角对于数控加工零件的成功是否至关重要,或者只是一个额外的好处。如果您确实需要专门的角,请考虑需要制造多少零件,因为这也会影响 CNC 加工零件的成本。
因此,为了节省成本,设计倒角和圆角的一个必要原则是:在满足零件要求的情况下,尽可能少地添加严格公差、大尺寸圆角和倒角。
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结语
圆角和倒角的设计和加工非常简单,但如果处理不当,可能会产生很大的问题。因此,在零件设计初期,应严格按照互不干涉的原则进行绘图,同时也不能因为加工过程中倒角较小而忽视这一点。拓发数控加工精密机械车间的正确方法可以使此类设计更加高效、更具成本效益且使用寿命更长。总之,尽量避免因圆角或倒角不良而造成的损失,因为这些损失是完全可以避免的。
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拓发数控加工工程师团队通常从最初的草图开始,计算零件的复杂特征和精确规格。这些零件可能包括螺纹、孔、凹槽或锥度,并且它们必须与其他部件精确配合以获得最佳性能。
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拓发数控加工是中国领先的精密零件合同制造商。作为一家拥有超过 16 年经验的金属和塑料零件制造商,拓发为简单或复杂的机加工零件提供专业知识和可靠的解决方案。