CNC加工尖锐内角的最佳设计和制造解决方案

除了材料选择之外，设计也是决定最终零件质量和功能的最关键因素之一。无论选择何种制造方法，产品团队都应在任何项目的设计和原型制作阶段遵守可制造性设计 (DFM) 原则。然而，许多产品团队在设计用于 CNC 加工的零件时发现 DFM 尤其具有挑战性。

尽管 CNC 加工非常适合生产具有严格公差的零件，但要实现尖锐的内部特征，尤其是直角，成本很高。 CNC 钻头是圆形的，因此如果工程师试图用圆形钻头加工 90° 角，钻头将永远无法切割出直角。留下的不可接近的角几何形状称为角半径。内圆角半径直接影响零件的可加工性，还会影响成本和生产时间。

幸运的是，设计师和产品团队可以通过一些有效的设计变通方法来解决这个问题，以避免尖锐的内部特征。如果严格需要尖锐的内部特征，则可以采用许多制造解决方案。以下是产品团队需要了解的内容。

如何避免尖锐的内角

设计师的最佳选择是完全避免使用尖锐的内角，并在所有内边缘上包括半径。机械师将使用半径略小于添加到边缘的半径的立铣刀。例如，如果零件的半径为 0.25 英寸，则应使用 6 毫米或 7/32 英寸的立铣刀。这样可以确保机器以合理的速度运行，而不会对工具造成压力。

另一种选择是使用非标准圆角半径。内圆角半径至少增加 0.02” 到 0.05” 可以使立铣刀有足够的空间在拐角处轻微转动而不会完全停止。

此外，设计师可以通过使用更大的刀具创建圆形刀具路径来软化内角半径。更大的工具可产生更宽的内角半径并减少工具接合，从而减少加工时间、降低成本并产生更光滑的表面光洁度。 150% 的刀具半径就足够了，但一般认为 200% 的刀具半径比较理想。

尖角的可加工性解决方法

如果产品团队正在使用需要尖锐内角的设计，他们仍然有一些可用的解决方案。一些团队选择保持内角半径不变，但通过使用直径较小的钻头来减小其尺寸。这是一种快速、成本相对较低的方法，不会使原始设计更难加工。但需要注意的是，这种方法不适用于较厚的 CNC 材料。

适应尖角的最常见方法是使用狗骨或 T 骨圆角。这些圆角是一种底切类型，将拐角的形状延伸到切割区域之外，因此钻头可以完全旋转并离开拐角，形成 90° 角，或者稍微后退以形成尖角，如下所示刀具路径。顾名思义，狗骨鱼片看起来像咀嚼玩具，丁骨鱼片看起来像字母“T”，边缘圆润。

Dog-bone 和 t-bone 圆角不难融入 CNC 设计，它们本身不会增加 CNC 加工成本。但是，设计人员必须记住将狗骨圆角的入口点设置为比路由器钻头直径大 15% 到 20%。

如果设计不能容纳狗骨圆角，包含尖锐内角的最简单方法是使用拉锯、标准凿子或角凿手动将它们平直。拉刀、成型机和电火花加工工具也会产生尖角，但它们往往是成本效益较低的解决方案。

您也可以使用电火花线切割机实现直角。从技术上讲，您将无法实现真正​​的方角——电线会留下一个 0.005 英寸-0.006 英寸的小半径——但许多产品团队发现这么小的半径是可以接受的。使用电火花线切割加工尖角可以提供非常精确的切割和出色的表面光洁度。但是，需要注意的是，线切割机非常慢，尤其是与 CNC 切割工具相比。

具有快速半径的可加工性设计

对于许多产品团队来说，设计一个干净的功能部件很容易——它是为可制造性而设计的——尤其是可加工性——这更具挑战性。优化可制造性设计需要实践、经验和大量技术专长。产品团队如何确保他们的设计能够产生功能性、美观的零件，而不会增加 CNC 加工成本？

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