面取りとフィレットが加工コストに与える影響

ほとんどの製品設計者とエンジニアは、コンポーネントの作成プロセス、特に手抜きの設計に関しては手抜きをしてはならないことを知っています。 2 つの結合サーフェスまたは頂点間の従来のジオメトリであるシャープ コーナーに加えて、コーナーを面取りまたはフィレットとして設計することを選択できます。面取りされたエッジは傾斜または角度が付いており、鋭い角の影響を軽減し、嵌合部品の適合性を向上させます。フィレット設計には丸みを帯びたエッジが必要であり、これによりすべての鋭い角が排除され、コンポーネントの外観と寿命に貢献します。

面取りとフィレットはどちらも、特に応力集中を減らして部品のコーナーに強度を加える場合に、いくつかの重要な利点を提供します。ただし、設計にフィレットと面取りを含めると、追加の CNC 機械加工コストが発生し、生産が遅くなる場合があります。パーツ設計に面取りとフィレットを含めるかどうかを決定する前に、これらの要因とその他の要因を比較検討することが重要です。

面取りとフィレットの利点の比較

丸みを帯びたエッジのおかげで、フィレットは、嵌合パーツとのパーツのアセンブリを改善するのに役立ちます。フィレットは、物理的応力をより広い領域に分散させるのに役立つため、応力集中係数も低くなります。そのため、フィレットはより大きな負荷に簡単に耐えることができます。

フィレットは、多くの場合、安全であると同時に耐久性があります。これは、滑らかなエッジにより、損傷の原因となる鋭い角が取り除かれるためです。フィレットによって生成される滑らかなエッジにより、コーティングと塗装も容易になりますが、面取りの角度により、時間の経過とともにコーティングが剥がれます。

面取りされたコーナーは鋭いエッジのために自然摩耗しやすいですが、これらのエッジは隠されているため、エッジ コーナーよりもはるかに安全です。また、面取りはフィレットよりも、はめ合い部品の嵌合に関してはより寛容です。面取りされた穴はスムーズな移動と挿入を可能にするため、アセンブリ中にオス部品をメス部品に簡単に挿入できるようにするのに特に適しています。さらに、1 つのツールでさまざまなサイズの面取りを作成できるため、面取りはすばやく簡単に適用できます。

面取りとフィレットを使用する際の考慮事項

製品設計に面取りまたはフィレットを含めるかどうかを決定する前に、考慮すべき考慮事項がいくつかあります。評価すべき 5 つの重要な要素は次のとおりです。

1.機能性

製品の最終用途を念頭に置いてください。角が尖っていると破損しやすい環境ですか？その部品は耐荷重用途に使用されますか? もしそうなら、その部品はどのくらいの重量を支える必要がありますか?製品の機能が面取りまたはフィレットの存在に依存しているかどうかを検討してください。たとえば、パーツを塗料または別のコーティングでメッキする必要がありますか? また、そのワニスは長期間使用する必要がありますか?コンポーネントは嵌合部品に正確に適合する必要がありますか、それともある程度の余裕はありますか?これらの質問に答えると、どのコーナーを利用すべきかを判断するのに役立ちます。

2.場所 (内部 vs. 外部)

設計しているコーナーがコンポーネントの内側に配置されているか外側に配置されているかを考慮に入れることが重要です。ほとんどの場合、外縁はより目立ちやすく、外部条件や経年劣化の影響を受けやすいため、十分に検討することがはるかに重要です。

ただし、シャフトに適合する穴を設計する場合は、内部コーナーの面取りまたはフィレット加工を検討することも重要です。面取りされた穴はピンの移動と留め具の挿入を容易にするのに役立つため、穴の縁を面取りすることをお勧めします。

3.公差

寸法公差の最適化は、特に嵌合部品に関しては、製品設計の重要な部分です。製品に必要な精度と、測定ミスが製品の機能とフィット感にどのように影響するかを判断します。さらに、部品の性能を確保するために公差がどれほど重要かを自問し、公差をチェックする方法を検討してください。非常に厳しい公差を適用すると費用がかかる可能性があり、面取りにより多くの場合、エラーの許容範囲が広がることに注意してください。

4.費用

面取りとフィレットを適用すると、コストがかかる場合があります。フィレットや面取りが部品の成功に不可欠かどうか、または追加の利点としてのみ役立つかどうかを検討する時間をとってください。専門のコーナーが本当に必要な場合は、コストにも影響するため、作成する必要があるコンポーネントの数を検討してください。多くの場合、コンポーネントの設計に面取りとフィレットを適用する必要がありますが、製造ツールに時間、お金、およびリソースを費やす前に、完全に前向きであることを確認してください。

5.その他の考慮事項

最後に、タイムラインや美学などの他の要因を考慮してください。生産量はどれくらいですか? また、最初の生産を超えて追加の部品が必要になる可能性はありますか?どのくらい早く部品が必要になりますか?どの美的要件を満たす必要がありますか?あなたの部品は消費財に使用されますか?もしそうなら、どのようなユーザーエクスペリエンスを作りたいですか?仕上げや後処理は必要ですか？これらの質問を使用して、面取りとフィレットの間の決定プロセスをさらにガイドします

面取りとフィレットが機械加工コストに与える影響

専門コーナーの製造には、通常、追加の経済的コストがかかります。原則として、面取りを製造する方が安価です。これは、1 つのツールでさまざまなサイズの面取りを作成できるため、生産が簡素化され、時間とリソースが節約されるからです。

特殊なツールを使用するコストは、特にさまざまなサイズのフィレットを適用する場合に急速に増加する可能性がありますが、これらの初期費用は、長期的には費用対効果が高いことが証明される可能性があります。フィレットを使用すると、断続的な再コーティングや再塗装の必要がなくなり、面取りによって作成された鋭い角から検査を失敗するリスクが減少します。フィレットと面取りの製造コストを決定するときは、先行投資と大量生産でのコスト削減の可能性とのバランスを取ることが重要です。

高速半径で面取りとフィレットを組み込むより効率的な方法

コンポーネントのコーナーを設計するときは、パーツの用途と要件、美学、生産コストなどの要因に基づいて、フィレットまたは面取りのいずれかを選択することが重要です。面取りは製造が容易で、嵌合部品の許容量を増やしますが、角が鋭いため、より多くのリスクとパフォーマンスの問題が発生する可能性があります。フィレットは製造に費用がかかりますが、怪我を防ぎ、劣化に耐える滑らかな表面を提供するため、一般的に安全で長持ちします。どちらの設計機能も応力集中を軽減し、視覚的に印象的な機能を設計にもたらすことができます。

Fast Radius では、コンポーネントのコーナーに関して手抜きをしません。当社の設計アドバイザリー サービスは、面取りとフィレットのどちらを適用するかを適切に決定するのに役立ち、最高のエンジニアリングの専門知識で生産プロセスのあらゆる側面を考慮します。 Fast Radius は現在、3D プリント、射出成形、ウレタン鋳造などの一連のサービスに加えて、社内の CNC 機械加工を提供しており、オンデマンド製造プロジェクトのすべてをエンドツーエンドで監視することができます。 .次のプロジェクトを開始するには、今すぐお問い合わせください。

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