内側の鋭いコーナーを CNC 加工するための最高の設計および製造ソリューション

材料の選択とともに、デザインは最終部品の品質と機能を決定する上で最も重要な要素の 1 つです。選択した製造方法に関係なく、製品チームは、プロジェクトの設計および試作段階で、製造可能性のための設計 (DFM) の原則に従う必要があります。ただし、多くの製品チームは、CNC 機械加工用の部品を設計する際に DFM が特に難しいと感じています。

CNC 機械加工は公差の厳しい部品を製造するのに優れていますが、特に直角の鋭い内部形状を実現するには費用がかかります。 CNC ビットは丸いので、エンジニアが丸いビットで 90° の角度を加工しようとすると、ビットは決して直角に切削できません。残されたアクセスできないコーナー ジオメトリは、コーナー半径と呼ばれます。コーナーの内側の半径は、部品の機械加工性に直接影響し、コストと生産スケジュールにも影響を与える可能性があります。

幸いなことに、設計者と製品チームは、シャープな内部機能を回避するためのいくつかの効果的な設計回避策を使用して、この問題を解決できます。シャープな内部形状が厳密に必要な場合、採用できる製造ソリューションは多数あります。製品チームが知っておくべきことは次のとおりです。

内側の鋭い角を避ける方法

設計者の最善の策は、鋭い内側のコーナーを使用することを完全に避け、すべての内側のエッジに半径を含めることです。機械工は、エッジに追加された半径よりもわずかに小さい半径のエンド ミルを使用します。たとえば、パーツの半径が 0.25 インチの場合、6 mm または 7/32 インチのエンド ミルを使用する必要があります。これにより、ツールにストレスを与えることなく、マシンが適切な速度で動作できるようになります。

もう 1 つのオプションは、非標準のコーナー半径を使用することです。コーナーの内側の半径に少なくとも 0.02 ～ 0.05 インチ追加すると、エンドミルが完全に停止することなくコーナーでわずかに回転するのに十分なスペースが得られます。

さらに、設計者は、より大きなツールを使用して丸みを帯びたツールパスを作成することにより、コーナーの内側の半径を柔らかくすることができます。ツーリングが大きいほど、内側のコーナ半径が大きくなり、工具のエンゲージメントが減少するため、加工時間が短縮され、コストが削減され、より滑らかな表面仕上げが作成されます。 150% のツール半径が適切ですが、200% のツール半径が一般的に理想的と考えられています。

シャープ コーナーの機械加工性の回避策

製品チームが鋭い内側の角を必要とするデザインを使用している場合でも、利用できるソリューションがいくつかあります。一部のチームは、内側のコーナーの半径をそのままにしておくことを選択しますが、直径の小さいドリル ビットを使用してサイズを縮小します。これは迅速で比較的低コストのアプローチであり、元の設計の機械加工がより困難になることはありません。ただし、このアプローチはより厚い CNC 材料には適していないことに注意してください。

鋭い角に対応する最も一般的な方法は、ドッグボーンまたは T ボーン フィレットを使用することです。これらのフィレットは、カット領域を超えてコーナーの形状を拡張するタイプのアンダーカットであるため、ドリルビットは完全に回転してコーナーを離れて 90° の角度を作成するか、わずかに後退してその後に鋭いコーナーを作成できます。ツールパス。名前が示すように、犬の骨の切り身は噛むおもちゃのように見え、t の骨の切り身は丸みを帯びた「T」の文字のように見えます。

ドッグボーン フィレットと T ボーン フィレットを CNC 設計に組み込むことは難しくなく、本質的に CNC 加工コストを押し上げるものではありません。ただし、設計者は、ドッグボーン フィレットのエントリ ポイントをルーター ビットの直径よりも 15% から 20% 大きくすることを忘れないでください。

デザインがドッグボーン フィレットに対応できない場合、鋭い内側の角を含める最も簡単な方法は、プルソー、標準のノミ、またはコーナー ノミを使用して手動で直角にすることです。ブローチ、シェーパー、および放電加工ツールもシャープなコーナーを作成できますが、費用対効果の低いソリューションになる傾向があります。

ワイヤー EDM を使用して直角にすることもできます。技術的には、真の直角コーナーを実現することはできません — ワイヤによって 0.005 インチから 0.006 インチの小さな半径が残ります — しかし、多くの製品チームは、この小さな半径を許容できると考えています。ワイヤー EDM を使用して鋭い角を加工すると、非常に正確なカットと優れた表面仕上げが得られます。ただし、ワイヤ EDM マシンは、特に CNC 切削工具と比較して非常に遅いことに注意することが重要です。

Fast Radius による機械加工性の設計

多くの製品チームにとって、クリーンで機能的な部品を設計することは簡単です — それは製造可能性のために設計することです — そして特に機械加工可能性のために設計する — それはより困難です.製造可能性のために設計を最適化するには、実践、経験、および多くの技術的専門知識が必要です。製品チームは、CNC 機械加工のコストを押し上げずに、機能的で美しい部品を設計できると確信するにはどうすればよいでしょうか?

Fast Radius のような経験豊富な製造パートナーの助けを借りて、機械加工性を考慮した設計がはるかに容易になります。私たちは最新のデジタル設計技術を自由に利用でき、設計の専門家とエンジニアのチームは、あらゆる形状とサイズの製品チームが部品を最適化するのを支援できます。今すぐお問い合わせください — 新しいことを可能にしましょう。

機械加工性を考慮した設計方法に関する重要な考慮事項とヒントについては、Fast Radius ラーニング センターにアクセスしてください。

Fast Radius でパーツを作成する準備はできましたか?

見積もりを開始する