圓角加工：關鍵功能和設計考慮

在工程中，數控圓角加工是指將內角或外角倒圓。這些圓形邊緣可以位於內部和外部部件上。

凸圓角是外部圓角，而凹圓角是內部圓角。其主要功能是最大限度地減少應力集中並分散結構內的應力。

圓角半徑定義為圓形內部邊緣或角落。這些提高了鑄件品質和承載能力。鑄造設計也受益於圓角半徑來提高性能。 

本指南可讓您了解什麼是圓角、如何加工和設計圓角及其主要應用。 

 

什麼是魚片？目的和圓角設計

圖片名稱：圓角加工

 

圓角定義工程 邊緣用於方向變化以減少應力。它還解釋說，這些邊緣更光滑，圓形邊緣可減少摩擦並提高產品的堅固性和使用壽命。它們有助於降低疲勞程度並提高零件的承載能力。在大多數設計中，應力減小是透過使用圓角而不是倒角來實現的。

儘管如此，魚片也有其實際用途。它們也使事物看起來很美觀。邊緣的光滑度也更加圓潤，使物體看起來更加專業。內部魚片看起來像是鏤空的，而外部魚片看起來像是突出的。然而，如果圓角僅用於裝飾目的，則使用 CNC 加工可能既昂貴又耗時。

斜角或倒角通常看起來像圓角。然而，它們並不相同。圓角是圓形的，而斜角則有一個角度。如果要焊接邊緣或以其他方式用於形成牢固的永久連接，則也可以對機械加工邊緣進行斜切。

 

何時避免在零件設計中使用圓角？

圖片名稱：圓角處的抗疲勞性

圓角增強了零件設計，但在某些情況下可能會增加額外成本。當魚片無法為您帶來任何功能優勢時，請勿使用它們。以下是一些避免圓角的場景；

 

避免在底部邊緣出現圓角

名稱：圓角邊緣挑戰

對盲孔或型腔的底部邊緣進行圓角處理可以改善外觀，但往往會產生額外的成本。需要球頭立銑刀，而且它們的成本比方銑刀高。這些立銑刀需要 3D 加工操作，這使得生產速度變慢並使程序變得複雜。此外，與方底切削刀具相比，球頭立銑刀的刀具壽命和材料切削率降低。

通常透過改變深度或改變幾何形狀的位置來優化型腔底部的應力降低。與在地面上對複雜型腔進行圓角加工相比，這些變化更加經濟。

 

不要在 3D 列印物件中使用圓角。

圖片名稱：3D圓角模型

3D 列印不再需要圓角加工。因為該技術可以創建複雜的結構。增材製造的零件不需要應力消除圓角。平坦或直邊或口袋（例如尖角）可以直接列印，無需附加功能。可以設計和製造完全由材料封裝且不必進行機械加工的封閉腔體。

當從 3D 列印轉向 數控加工工藝，重新考慮設計。大量的流程限制導致時間和費用不划算。

 

倒角與圓角：有什麼差別？

圖片名稱：圓角與倒角設計

以下是兩者之間的主要區別 圓角與倒角

加工：

 

• 在圓角加工過程中，您需要針對不同半徑尺寸的刀具。而倒角則針對多種尺寸使用一種刀具尺寸。
• 與圓角加工相比，使用倒角加工更經濟。圓角通常會導致零件和製造的生產成本增加。
• 圓角更安全，因為它們沒有鋒利的邊緣/角。倒角包括觸感鋒利的邊緣，因此需要採取預防措施。
• 圓角加工允許應力分佈在更大的半徑上。因此，它們不易變形。倒角會更加集中應力並且可能彎曲。
• 與倒角邊緣的加工相比，圓角的製作花費更多的時間。圓角設計要求更高一些，並且在加工過程中需要更高的精度。
• 由於其邊緣是彎曲的，圓角加工需要更多的時間和技巧。鑄造和鍛造是製作圓角的最佳選擇。與其他製程相比，倒角速度更快，且不需要太多機械加工。

 

如何加工圓角：關鍵考慮因素 

圖片名稱： 圓角圓邊描繪

要設計圓角，請考慮以下因素；

1. CNC 加工中的底部末端

影像名稱：凹圓角邊緣

使用 CNC 中的刀具加工底部邊緣處的圓角（例如型腔中的凹邊緣）具有挑戰性。其中包括球頭銑刀等工具，這些工具非常精密，需要較慢的轉速。它極大地增加了製造成本和交貨時間。在大多數情況下，選擇方底特徵相對便宜。

如果您的設計需要圓角來實現功能，您可能需要切換到 3D 列印。這些複雜的幾何形狀是透過積層製造（AM）製程實現的，沒有其他加工複雜性的阻礙。

2. 垂直壁之間的內圓角

圖片名稱： 圓角牆設計

CNC 銑削本質上會產生圓形內緣，其中垂直側壁毗鄰，稱為圓角。圓角尺寸由特定操作中使用的立銑刀直徑決定。例如，直徑 0.8 毫米的刀具可產生半徑為 0.4 毫米的圓角。使用此類工具不可能製造更小的半徑，例如 0.2mm。

此外，在垂直壁和彎曲壁之間進行圓角加工時，應考慮刀具的尺寸和長度。使用 CNC 工具機時，立銑刀的長度應為其直徑的 3 至 5 倍，以獲得最佳效果。 (深入其中至 鈑金設計指南)

 

魚片的應用

魚片的常見用途是：

1. 美容臉部邊緣

透過裝飾面上的圓角，邊緣被混合。這在它們之間創造了光滑、拋光的外觀。這些裝飾圓角不會為零件帶來強度或剛度，但可以增加外觀價值。應在確定其他幾何特徵後添加裝飾圓角，以防止額外費用。由於這些不會增加功能，因此應偶爾使用它們以維持合理的加工成本。

2. 提高易用性和安全性

圓角也有助於去除金屬部件中通常難以處理的尖角。圓角是 CNC 加工中的一項新功能。鋒利的邊緣通常會被移除。圓角提高了人體工學設計的安全性。圓角邊緣為使用者提供安全保障，並使零件操作起來更安全。在不需要完美半徑的情況下，彎曲尖角可能足以降低製造成本。

3. 協助安裝插銷和緊固件

圓角有助於銷釘或緊固件插入，同時為孔週邊周圍的結構提供改進的保持力。 

雖然在過盈配合或螺紋孔中倒角是首選，但在公差要求嚴格的應用中，圓角也有助於零件的對齊。 

螺紋邊緣可與螺絲、螺栓和銷釘配合使用。倒角引導它們進入材料。這些圓形邊緣最大限度地減少了應力集中。它還保證配合表面具有相容的幾何形狀。

 

哪裡需要魚片？

圓角加工對於以下方面至關重要：

1. 平面之間的內緣

圖片名稱：內角圓角

不可能在兩堵垂直牆之間加工出尖銳的方角。因為數控刀具是圓形且軸對稱的。這適用於垂直牆以小於 180° 的角度相交的任何邊緣。在這種情況下，需要進行圓角加工。建議在 DFM 分析期間在這些區域引入圓角。大多數數控銑刀都是軸對稱的。雖然有可能有 飛刀 有些車床刀具與軸對稱刀具不同。這些工具在某些特殊情況下可能有用，但在大多數 CNC 操作中仍需要圓角。

2. 傾斜或有機表面之間的過渡

當有角度或有機表面與另一個表面以小於 180° 的角度相交時，圓角至關重要。這些邊緣通常使用球頭立銑刀加工。 

刀具的半徑決定了可能的最小圓角尺寸。否則，這些表面之間的過渡可能不準確，並且會降低相關零件的強度。最佳的圓角設計提高了流動性和實用性，同時增加了結構的使用壽命。

3. 垂直表面和斜坡表面之間的過渡

圓角用於垂直牆與結構的有角度、彎曲或有機形狀部分相鄰的地方。如果跳過此步驟，打開模具時剩餘材料將保留在接合處，這可能會改變設計。造成此問題的原因是方頭立銑刀或球頭立銑刀無法在沒有圓角的情況下移除此類過渡處的材料。 

圓角有利於提供一種連接具有光滑邊緣的兩個部件而不損害部件的承載能力的方法。

 

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