Проектирование внутренних радиусов при ЧПУ-фрезеровании

Фрезерование на станках с ЧПУ — это процесс, основанный на вращении режущего инструмента вокруг своей оси. Поскольку любая стандартная концевая фреза имеет круглое поперечное сечение, она физически не способна сформировать идеально острый внутренний вертикальный угол на стыке двух стенок. При проходе угла инструмент всегда оставит после себя скругление, радиус которого равен половине диаметра фрезы.

Попытка заложить в 3D-модели острые внутренние углы «под 90 градусов» — одна из самых частых ошибок начинающих конструкторов. Технолог на производстве будет вынужден искать способы обойти это ограничение, что неизбежно приведет к удорожанию детали и увеличению сроков обработки. Подробнее: калькулятор ЧПУ, фрезерную обработку на ЧПУ, технологичность для чпу.

При проектировании закрытых контуров и карманов важно соблюдать баланс между радиусом скругления угла и глубиной выборки.

Чем меньше заложен внутренний радиус, тем более тонкий инструмент придется использовать технологу для его проработки. Тонкие фрезы (диаметром 1–2 мм) имеют малую жесткость и требуют деликатных режимов обработки с минимальной глубиной съема материала за один проход. Если деталь имеет габариты 200×200 мм и глубину кармана 30 мм, а в углах стоят радиусы 0,5 мм, станок потратит часы на бережное выковыривание металла из угловых зон. Увеличение радиуса до 4 мм позволит выполнить всю операцию за один быстрый черновой и чистовой проход мощным инструментом.

Что делать, если во внутренний отфрезерованный карман должна плотно, без зазоров, встать другая прямоугольная деталь (например, печатная плата электроники или радиатор)? В таких случаях применяются специальные конструкторские приемы — технологические поднутрения, которые часто называют «разгрузкой угла» или «дог-бонами» (dog-bone).

Фреза при обработке угла делает небольшое движение внутрь стенки, прорезая сквозную окружность, выходящую за номинальный габарит кармана. Радиус в угле остается, но он смещается в сторону, освобождая место для четкого сопряжения с прямоугольным углом сопрягаемой детали.

В рамках технологического аудита чертежей на нашем производстве в Шлиссельбурге мы всегда анализируем конфигурацию внутренних радиусов. Мы рекомендуем конструкторам придерживаться простого правила: всегда закладывать внутренние радиусы с небольшим припуском относительно стандартного ряда диаметров фрез (например, вместо радиуса 3 мм заложить 3,2 мм). Это позволяет фрезе диаметром 6 мм плавно, без ударов и торможения станка на траектории, обходить угловые зоны, гарантируя идеальную чистоту поверхности стенок.