面取りとフィレットが CNC 加工コストに与える影響

CNC 機械加工部品のプロセスでは、シャープ コーナー (接続された 2 つのサーフェスまたは頂点間の規則的な幾何学図形) 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も選択できます。

これら 2 つの現象の違いを理解することは、設計者が考慮しなければならない基本的な要素です。これは、選択がパーツ製造の成功または失敗を決定し、パーツの加工コストにもある程度影響するためです。

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、生産速度が低下する場合があります。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。

この記事では、フィレットと面取りに関する概念的な情報、長所と短所、およびそれらを設計および使用する際の注意事項について説明します。

面取りとは?

面取りは、部品設計の斜めまたは角度の付いた側面またはコーナーです。丸みを帯びた角の反対です。面取りは曲面ではなく直線で鋭角です。面取りされたエッジは、鋭い角の影響を減らし、嵌合部品の適合性を向上させるために傾斜または角度が付けられています。

一般的に、面取りの機能はバリ取りです。一部の取り付けプロセスでは、取り付けガイド、応力集中の軽減、組み立ての容易さなど、面取りを特に重視する必要があります。

フィレットとは?

丸みを帯びた角にはさまざまな定義があります。ただし、部品設計では、機械工は丸みを帯びた角を設計の内側または外側のエッジの丸みを帯びた部分と呼んでいます。丸みを帯びた角の設計では、丸みを帯びたエッジが必要であり、鋭い角をすべて排除し、コンポーネントの外観と耐用年数に貢献します。

これらは、留め継ぎフィレット、凹フィレット、凸フィレットの 3 種類のフィレット メカニクスです。丸みを帯びた角の内側は凹型で、外側は凸型になっています。エンジニアは丸みを帯びた角を使用して、部品へのストレスを軽減します。したがって、丸みを帯びた角は、より大きな表面に応力を分散させ、圧縮された部品の急速な変形を防ぐのに役立ちます.

シャープなエッジと低応力集中を排除する設計が必要な場合、フィレット エンジニアリングは機械工にとって最良の選択です。

面取りの長所と短所 そして フィレット

丸みを帯びた角の丸みを帯びたエッジにより、丸みを帯びた角の物理的応力がより広い領域に分散され、応力集中係数が低くなり、CNC 機械加工部品と嵌合部品の組み立てを改善するのに役立ちます。丸みを帯びた角は、より大きな負荷に簡単に耐えることができます。通常、丸みを帯びた角は安全で耐久性があります。

フィレットによって作成された滑らかなエッジは、より簡単にコーティングおよび塗装することもできます。対照的に、面取りはコーティングを角度に追従させ、時間の経過とともに剥がれます。

面取りはエッジが鋭いため自然摩耗しやすいですが、これらのエッジは隠れているため、コーナーよりもはるかに安全です。嵌合部品を一緒に組み立てる場合、面取りはフィレットよりも寛容でもあります。面取りされた穴がスムーズな移動と挿入を可能にするため、組み立て中にオス部品が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。さらに重要なのは、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、面取りをすばやく簡単に適用できることです。

CNC 機械加工部品に面取りとフィレットを使用する際の注意事項

製品設計に面取りまたはフィレットが含まれているかどうかを理解しやすくするには、多くの要素を考慮する必要があります。 CNC加工部品の機能、位置公差、コストなどの側面から。

1.機能

CNC 機械加工部品製品の最終用途を思い出してください。鋭い角や角は環境にダメージを与えやすいですか?その部品は耐荷重用途に使用されますか? その場合、CNC 機械加工部品はどのくらいの重量に耐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するかどうかを検討してください。

たとえば、部品を塗装またはコーティングする必要があるか、ワニスを長時間着用する必要があるか。コンポーネントは嵌合部品に正確に一致させる必要がありますか、それとも余裕はありますか?これらの質問に答えると、どのコーナーを使用すべきかを判断するのに役立ちます。

2.場所 (内部および外部)

設計しているコーナーが CNC 加工部品の内側にあるか外側にあるかを考慮することが重要です。ほとんどの場合、外縁はより目立ち、外部条件の影響を受けやすく、時間の経過とともに摩耗するため、外縁を十分に考慮することがより重要です。

ただし、シャフトに適した穴を設計する場合は、内側のコーナーを面取りまたはフィレット加工することも考慮する必要があります。穴の縁に沿って面取りすることをお勧めします。これは、面取りされた穴がピンの移動に役立ち、ファスナーの挿入を容易にするためです。

3.寛容

寸法公差の最適化は、特に CNC で部品を加工する場合、製品設計の重要な部分です。製品が達成する必要がある精度と、不正確な測定が製品の機能と適合性にどのように影響するかを決定します。

また、CNC 加工部品の性能を確保するための公差の重要性を自問し、公差の確認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、通常、面取りを行うと許容誤差が大きくなることに注意してください。

4.コスト

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。丸み付けや面取りが CNC 機械加工部品の成功の鍵なのか、それとも単に追加の利点なのかを考えてみてください。専用のコーナーが本当に必要な場合は、CNC 機械加工部品のコストにも影響するため、生産する必要がある部品の数を検討してください。

結論

「フィレットと面取りとは」という質問を理解することは、紛らわしい質問ではありません。ニーズに応じて、2 つの異なる目的に使用できます。ただし、設計に適した製品を選択することは、部品を設計する際の最も重要な決定事項の 1 つです。これは、正しい選択によって、そのような設計がより効率的で、費用対効果が高く、長持ちするようになるためです.