什么是数控加工技术？简单来说，它是指利用计算机程序控制机床完成工件的加工。它具有精度高、重复性好、加工速度快等优点。数控加工已广泛应用于航空航天、数码电子、国防科技、汽车、医疗器械制造等行业。
然而，在生产加工过程中，仍然有一些让数控加工人员头疼的问题。比如，如何高效地加工工件尖锐的内角？接下来，本文将带您详细了解数控加工尖锐内角时可能遇到的问题。
目录
为什么尖锐内角的数控加工很困难？
CNC加工 如今，数控车床已广泛应用于各行各业。但为什么数控车床加工尖锐内角，尤其是直内角时会遇到困难呢？
大多数 CNC 加工刀具都是圆柱形的。因此，切削深度有限。当刀具在工件型腔内切削时，型腔的拐角总是圆角。将刀具路径改为 90 度即可获得真正的直角。理论上，获得的最小内圆角半径等于切削刀具的半径。要获得真正的直角，请将刀具路径改为 90 度。然而，CNC 刀具的路径并非如此构造。您也可以更改最小刀具，使内角半径接近尖角，但这不是尖角内角。
那么，这些问题的解决方案是什么呢？请继续关注我们。
加工尖锐内角的策略
将角改为圆角
最简单直接的解决方案是避免尖锐的内角。虽然这看起来不像是解决当前问题的“方案”，但所有专家都认为应该这样做。大多数设计都允许更改内角半径。只需进行微小的调整即可完成工作，同时保持相同的实用性。
之所以提出这个建议，是因为它简单易行。我们稍后会讨论的那些偷工减料的方法都需要花费更多的时间、金钱和精力。如果可以避免这些，请尽快避免。
另一个原因是该工艺稳定。像立铣刀这样的切削刀具无法加工非常深的孔。刀具直径的四倍通常是最大切削深度。超过这个限度，就会出现诸如颤动、刀具破损和表面粗糙度等问题。所有这些都会使切削刀具更难以切削出良好、锋利的内角。
因此，在决定将边缘加工成圆角时，设计师应该考虑圆角半径。他们应该选择一个对生产部门来说安全的圆角半径。这样，生产部门就可以安全地进行生产，而无需担心零件的实用性。
T骨和狗骨鱼片的使用
当设计不可避免时，我们可以考虑在加工过程中解决问题。具体方法是在每个尖角处添加倒扣，并使用T形和狗骨形圆角去除多余的工件材料。当需要将带有尖锐外角的零件组装到内腔中时，这种方法最有效。它不会导致工件装配不匹配。此外，它也不会影响装配的功能。它只是铣削掉工件上的部分材料。
- T骨牛排： 这其实就是T骨鱼片，呈T形，边缘圆润，并将切割区域向一个方向延伸。通常，切口延伸部分是刀具直径的一半，以便与工件匹配，并留出足够的组装空间。
- 狗骨鱼片： 之所以如此命名，是因为尖角加工后的形状类似于狗骨头。它使切口向两个方向延伸，而T骨刀则只能向一个方向延伸。加工过程比T骨刀略复杂一些。但整体外观更佳。
电火花加工技术
除了上述数控铣削获得尖锐内角外，我们还可以使用电火花加工技术获得尖锐内角。与上述方法相比，电火花加工获得的内角是最接近尖锐内角的技术。
电火花加工 (EDM) 是一种非常常见的加工技术。它利用刀具和工件之间的导电性，通过熔化和侵蚀去除材料。本文将讨论两种 EDM 技术：EDM 成型和 EDM 线切割。
电火花成型
该工艺由一个电极和一个工件组成。工件通常浸入绝缘流体（例如油或其他介电流体）中。当该工艺将电极和工件连接到合适的电源时，两者之间会产生电势。当电极靠近工件时，流体中会发生介电击穿。这会产生一个等离子通道，导致小火花来回跳跃。然后，等离子通道熔化并去除多余的工件材料，从而获得所需的锋利内角。
在电火花成型中，工具是一种具有导电特性的定制电极。电极的外角可以设计成与工件内腔的尖锐内角相匹配。这使得加工出的角尽可能接近锋利的程度。
电火花线切割
这与电火花成型技术不同。所使用的工具是一根直径小于0.1毫米的细导线。它沿着特征轮廓穿过工件，并去除多余的材料。由于细导线的直径非常小（小于0.1毫米），理论上可以实现内角直径等于细导线直径一半的圆角半径。这足够接近尖锐的内角，可以接受。因此，它非常适合加工尖锐的内角。
但电火花加工也存在一些局限性。首先，这两种方法加工的工件必须具有导电性。其次，它们的加工效率不高，工件表面质量也不好，一般比传统加工方法慢得多，而且工件表面光洁度也不高。 电火花线切割 内腔尖角的加工必须通过型腔才能完成。因此，对于未通过且具有一定深度的型腔，无法用该方法加工。
手动切割
当 CNC 无法使用 T 骨和狗骨圆角时 加工过程工件完成后，不可避免地会产生圆角。此时，我们必须手工切割。我们会使用手工工具切割、打磨和抛光内角。这是获得锋利内角的方法。一些常用的工具包括锉刀、砂纸等。
这种加工方式非常耗费人力和时间。此外，只有在机器完成加工后，当工件的尖锐内角特别重要时，才会使用这种方法。
材料对尖锐内角加工的影响
在 CNC 加工中，材料的选择至关重要。它会影响尖角内角的质量。CNC 加工中常用的材料类型包括金属、塑料和复合材料。
数控机床通常使用铝、钢、黄铜和钛合金。这些金属因其硬度、强度、耐用性和耐腐蚀性而广受欢迎。此外，它们还使用易于加工且价格低廉的ABS、Delrin和尼龙。常见的复合材料包括碳纤维增强聚合物（CFRP）和玻璃纤维。CFRP具有良好的强度重量比。玻璃纤维则具有强度、柔韧性和耐腐蚀性。
材料会影响尖锐内角的加工。材料会通过硬度、熔点、磨损和延展性来影响加工效果。
- 材料硬度的影响： 材料硬度越高，加工尖锐内角时所需加工刀具的参数就越大，加工难度也就越高，这时候就需要硬度更高的专用刚性刀具来加工。
- 熔点的影响： 在加工塑料时，尤其需要注意较低的熔点。此时，需要注意调节温度的高低，防止工件变形或熔化。可以通过调整刀具切屑速度、进给速度以及增加冷却液来保证锋利内角的质量。
- 磨损的影响： 在碳纤维材料加工过程中，由于其磨料的存在，会导致加工刀具的尖角内角变钝。此时，需使用专门的加工刀具来保证加工精度。
- 材料延展性的影响： 加工尖角时，必须考虑材料的延展性，以确保圆角的加工精度。这还能防止零件变形并减少内力。
利用可制造性设计 (DFM) 优化加工内角
DFM 是一种面向制造的设计方法。它旨在优化产品制造，从而降低成本、提高质量并缩短生产时间。
在生产加工尖角内角之前，一方面，可利用可制造性设计 (DFM) 来评估尖角设计的复杂性，并确定设计的尖角是否与零件的功能实现相关。如果使用圆角替代尖角不会损害最终产品的质量，我们可以在 CNC 加工前避免使用尖角。另一方面，可利用 DFM 来评估加入尖角对加工成本的影响程度。增加尖角会增加零件成本。因此，我们可以避免使用尖角，或者用圆角代替。我们还可以考虑使用其他加工工艺——T 形倒圆角或狗骨形倒圆角。
加工尖锐内角的成本与效率分析
CNC 加工工件尖锐内角并非最佳设计。尖锐内角加工难度大，会显著增加 生产成本 和 时间。因此，如无必要，请避免使用尖锐的内角设计。
对于大多数项目，可以使用圆角、T 形圆角或狗骨形圆角代替尖角来实现相应的功能。如果工件需要尖角，可以使用其他方法来实现。这些方法包括电火花加工、手工切割和激光切割。
结论
目前，在 CNC 加工中，以上介绍了几种常见的加工尖角内角的方法。如果您需要加工 CNC 尖角内角， 请联系我们. Yonglihao Machinery 在尖角内角的数控加工方面拥有丰富的经验和专业知识。我们可以根据您的需求提供完整的解决方案。
常问问题
设计具有尖锐内角的零件的最佳做法是什么？
首先，在加工前，使用DFM评估产品是否必须加工尖角。如果尖角可以用圆角代替，则更改设计。如果无法代替，则考虑使用EDM加工。
CNC加工尖角时技巧有哪些？
其主要加工工艺主要有以下几种：
选择尽可能小的刀具尖角直径，有利于保证尖角的精度和表面光洁度。
加工过程中切削液的使用。切削液可以起到调节刀具温度、清理材料碎屑、润滑延长刀具寿命等作用。
加工刀具需进行多次走刀。加工刀具多次走刀可提高尖角精度及表面光洁度。
在线切割电火花加工中如何实现尖角？
电火花切割使用细丝电极来实现尖锐的转角。电极丝和工件交替带正电或负电。当它们靠近时，会产生热电荷，进而腐蚀工件，从而完成尖锐的转角。
CNC加工时为什么要避免尖角？
主要有两个方面：
CNC 加工中的尖角会导致工件上出现应力点，还会导致刀具磨损加剧和加工风险。
锐角会增加加工成本和周期时间。因此，如非必要，请勿使用 CNC 机床磨锐内角。