圆角加工：关键功能和设计考虑

在工程学中，CNC 圆角加工是指将内角或外角倒圆。这些圆边既可以位于内部零件上，也可以位于外部零件上。

凸圆角为外圆角，凹圆角为内圆角，其主要作用是减少应力集中，使结构内部应力分散。

圆角半径定义为圆形内边或角。圆角半径可提高铸件质量和承载能力。铸件设计也受益于圆角半径来提高性能。 

本指南让您了解什么是圆角，如何加工和设计圆角以及它们的主要应用。 

 

什么是圆角？目的和圆角设计

图片名称：圆角加工

 

圆角定义工程 在方向变化时使用边缘来减少应力。这也解释了这些边缘更光滑，圆边可以减少摩擦并增加产品的坚固性和使用寿命。它们有助于降低疲劳程度并提高零件的承载能力。在大多数设计中，应力减小是使用圆角而不是倒角来实现的。

尽管圆角有其实际用途，但它们也使物体看起来美观。边缘的光滑度也更圆润，使物体看起来更专业。内部圆角看起来像是挖空的，而外部圆角看起来像是凸出的。但是，如果圆角仅用于美观目的，则使用 CNC 加工可能既昂贵又耗时。

斜面或倒角通常看起来像圆角。然而，它们并不相同。圆角是圆形的，而斜面则在其中切出一个角度。如果边缘要焊接或以其他方式用于创建牢固的永久连接，也可以将机加工边缘斜切。

 

何时应避免在零件设计中使用圆角？

图片名称：圆角处的抗疲劳性

圆角可以增强零件设计，但在某些情况下可能会增加额外成本。如果圆角不会为您的零件带来任何功能优势，请不要使用圆角。以下是一些避免使用圆角的情况；

 

避免底部边缘有圆角

名称：圆角边缘挑战

对盲孔或凹槽的底部边缘进行圆角处理可以改善外观，但往往会产生额外的成本。需要使用球头立铣刀，它们的成本比方头立铣刀高。这些立铣刀需要 3D 加工操作，这使得生产速度变慢，程序复杂化。此外，与方底切削刀具相比，球头立铣刀的刀具寿命和材料切削率较低。

腔体底部的应力减小通常通过改变深度或改变几何形状的位置来优化。与在地板水平上对复杂腔体进行圆角加工相比，这些改变更经济。

 

不要在 3D 打印对象中使用圆角。

图片名称：3D圆角模型

有了 3D 打印，圆角加工就变得不再必要。因为该技术能够创建复杂的结构。增材制造的部件不需要应力释放圆角。无需额外特征，即可直接打印平边或直边或尖角等凹槽。可以设计和制造完全被材料封装且无需机械加工的封闭腔体。

从 3D 打印转向 数控加工工艺重新考虑设计。大量的工艺限制会浪费时间和费用，不具成本效益。

 

倒角与圆角：有什么区别？

图片名称：圆角与倒角设计

以下是 圆角与倒角

加工：

 

• 在圆角加工过程中，您需要针对不同半径尺寸的刀具。而倒角加工则使用一种刀具尺寸来加工多种尺寸。
• 与圆角加工相比，使用倒角加工更经济实惠。圆角通常会导致零件和制造成本增加。
• 圆角更安全，因为它们没有锋利的边缘/角。倒角有锋利的边缘，因此需要小心处理。
• 圆角加工可使应力分散到更大的半径上。因此，它们不易变形。倒角会集中更多应力，可能会弯曲。
• 与倒角加工相比，圆角加工耗时更长。圆角设计要求更高，加工精度要求更高。
• 由于圆角边缘弯曲，圆角加工需要更多时间和技巧。铸造和锻造是制作圆角的几种最佳选择。与其他工艺相比，倒角加工速度更快，不需要太多加工。

 

如何加工圆角：关键考虑因素 

图片名称： 圆角圆边描述

要设计圆角，请考虑以下几点；

1. CNC 加工底部末端

图像名称：凹圆角边缘

使用 CNC 中的工具加工底部边缘（例如型腔中的凹边）的圆角非常困难。这些工具包括球头铣刀，它们非常精密，需要较慢的转速。这大大增加了制造成本和交货时间。在大多数情况下，选择方底特征相对便宜。

如果您的设计需要圆角来实现功能，您可能需要切换到 3D 打印。这些复杂的几何形状可以通过 AM（增材制造）工艺实现，而不会受到其他加工复杂性的阻碍。

2. 垂直壁之间的内部圆角

图片名称：圆角墙设计

CNC 铣削本身会在垂直侧壁相邻处形成圆形内边缘，称为圆角。圆角大小由特定操作中使用的立铣刀直径决定。例如，直径为 0.8 毫米的刀具可产生半径为 0.4 毫米的圆角。使用此类刀具不可能制作更小的半径，例如 0.2 毫米。

此外，在垂直和弯曲壁之间进行圆角加工时，应考虑刀具的尺寸和长度。使用 CNC 机床时，立铣刀的长度应为其直径的 3 到 5 倍，以获得最佳效果。（深入了解至 钣金设计指南)

 

鱼片的应用

鱼片的常见用途有：

1. 修饰面边缘

通过装饰面上的圆角，边缘被融合在一起。这在它们之间创造了一种光滑、抛光的外观。这些装饰圆角不会给零件带来强度或刚度，但可以增加外观的价值。装饰圆角应在确定其他几何特征后添加，以避免额外费用。由于这些圆角不会增加功能，因此应偶尔使用它们以保持合理的加工成本。

2. 提高易用性和安全性

圆角还有助于去除金属部件中通常难以处理的尖角。圆角是 CNC 加工中的一项新功能。通常会去除尖角。圆角可提高人体工程学设计的安全性。圆角边缘可为用户提供安全性，并使零件更易于处理。如果不需要完美的半径，则弯曲尖角可能足以降低制造成本。

3. 协助安装销钉和紧固件

圆角有利于销钉或紧固件的插入，同时为孔周围的结构提供更好的保持力。 

虽然在过盈配合或螺纹孔中倒角是首选，但在公差要求严格的应用中，圆角也有助于零件的对齐。 

螺纹边缘非常适合螺钉、螺栓和销钉。倒角将它们引导到材料中。这些圆形边缘可最大限度地减少应力集中。它还可以确保配合面具有兼容的几何形状。

 

哪些地方需要鱼片？

圆角加工对于以下方面至关重要；

1. 平面之间的内部边缘

图片名称：内角圆角

在两个垂直壁之间加工出尖锐的方角是不可能的。因为 CNC 工具是圆形的并且是轴对称的。这适用于垂直壁以小于 180° 的角度相交的任何边缘。在这种情况下，需要圆角进行加工。建议在 DFM 分析期间在这些区域引入圆角。大多数 CNC 铣床工具都是轴对称的。虽然有可能有 飞刀 有些车床刀具与轴对称刀具不同。这些刀具在某些特殊情况下可能会有用，但在大多数 CNC 操作中仍然需要圆角。

2. 角度或有机表面之间的过渡

当一个有角度的表面或有机表面与另一个表面以小于 180° 的角度相交时，圆角是必不可少的。这些边缘通常使用球头立铣刀加工。 

工具的半径决定了可能的最小圆角尺寸。否则，这些表面之间的过渡可能不准确，并会降低相关部件的强度。最佳圆角设计可改善流动性和实用性，同时延长结构的使用寿命。

3. 垂直表面与斜坡表面之间的过渡

圆角用于垂直壁与结构的角度、曲线或有机形状部分相邻的位置。如果跳过此步骤，模具打开时剩余材料将留在连接处，这可能会改变设计。出现此问题的原因是，如果没有圆角，方形或球形立铣刀就无法去除此类过渡处的材料。 

圆角的优点在于它可以将两个具有光滑边缘的零件连接在一起，同时又不影响零件的承载能力。

 

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现在您已经了解了圆角加工，可以继续将这些知识应用到您下一个涉及圆角加工的零件项目中。 复杂加工如果您对如何指定或选择合适的圆角尺寸有任何疑问，请随时联系 Boda Tech Engineers。他们专注于完善计算机数控 (CNC) 加工零件的设计，无论这些零件多么复杂。

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