Kennis over filets bij CNC-bewerking

Nieuw bewerkte metalen onderdelen kunnen scherpere randen hebben dan de eindgebruiker had verwacht, tenzij het ontwerp deze scherpe randen glad maakt. Filets en afschuiningen worden meestal toegevoegd aan massieve modellen om ze er goed uit te laten zien en scherpe randen en hoeken te elimineren. Veel ingenieurs gebruiken deze functies gemakkelijk in hun CAD-modellen om de functionaliteit en het ontwerp te verbeteren. Om een ​​randafbreking te creëren, moet het ontwerp schuine of afgeschuinde randen en afgeronde hoeken, afrondingen genaamd, bevatten.

Wat is een filet?

In de machinebouw verwijzen machinisten naar afgeronde hoeken als cirkelvormige onderdelen die aan de binnen- of buitenranden zijn ontworpen.

Er zijn drie soorten filetmechanica:afgeschuinde filet, concave filet en convexe filet. Aan de binnenkant zijn de filets hol, terwijl ze aan de buitenkant bol zijn. Ingenieurs gebruiken filets om de spanning op onderdelen te verminderen. Daarom helpt de filet om de spanning over het grotere oppervlak te verdelen en te voorkomen dat het spanningsdeel snel vervormt.

Wanneer het ontwerp scherpe randen en een lage spanningsconcentratie moet elimineren, is filetengineering de beste keuze voor machinisten.

Een filet is een cirkelvormige rand of hoek van een onderdeel. Filets helpen de spanning te verminderen en deze over een groter oppervlak te verdelen, waardoor het draagvermogen wordt verbeterd en snelle vervorming van drukdelen wordt voorkomen. De concave filet bevindt zich binnen het onderdeel, terwijl de convexe filet zich buiten bevindt. Wanneer een verticale wand bijvoorbeeld een hellend oppervlak binnen een onderdeel ontmoet, kan een afronding ook een overgang tussen objecten creëren.

Filets en andere ontwerpkenmerken

Filets worden gemakkelijk verward met andere ontwerpkenmerken zoals afrondingsradius, afschuining en afschuining. Al deze functies creëren een soortgelijk ontwerp waarin scherpe randen op de een of andere manier worden verbroken. Fillet is een scherpe randbreuk die een concave of convexe straal toevoegt aan de binnenhoek van een onderdeel. Filets verschillen van afschuiningen en afschuiningen omdat ze geen straal hebben. De afschuining is meestal een hoek van 45 graden die wordt toegevoegd aan de ontwerprand van het element. En de helling is een helling van een horizontale of verticale rand. De afrondingsradius circuleert de binnenste hoek van het vervaardigde onderdeel en de afrondingsradius circuleert de buitenhoek van het vervaardigde onderdeel.

Niet-gunstig gebruik van filets

1. Ontwerp geen filets voor 3D-geprinte onderdelen

Aangezien 3D-printen een additief proces is, is het niet nodig om aan te nemen dat het gereedschap rond het onderdeel moet bewegen en materiaal moet verwijderen om het onderdeel te ontwerpen, en de ontwerper kan vrijer complexe en ongebruikelijke geometrie gebruiken. Filets worden soms toegevoegd in gebieden waar de geometrie drastisch verandert om stress te elimineren, maar ze zijn zelden nodig. De zakken en interne kenmerken van de printeenheid kunnen schuin of puntig zijn, en u kunt zelfs een holte hebben die volledig wordt omgeven door het omringende materiaal!

2. Ontwerp geen filets voor de onderrand

Het afronden van de onderrand van een groef, muur, blind gat of naafelement kan worden gebruikt om de esthetiek van het onderdeel te verbeteren of de sterkte van het element te vergroten (door de spanningsconcentratie te verminderen). Afgeronde hoeken op deze locaties vereisen echter het gebruik van kogelfrezen en zullen uw onderdeel altijd duurder maken dan de bodemkenmerken. Dit komt omdat het programmeren van dergelijke geometrie meestal een 3D-bewerking vereist (duurt langer om in te bellen). Bovendien zijn kogelfrezen inherent kwetsbaarder dan vierkante vingerfrezen en moeten ze met een lagere snelheid worden verwerkt.

Het is bewezen dat aanpassingen aan andere geometrische kenmerken, zoals de diepte van het gat of de nabijheid van het gat tot andere volumeverwijderingsfuncties, een grotere impact hebben op de spanning op de bodem van het gat of de holte dan de afronding aan de onderkant. Bovendien zullen ontwerpwijzigingen die deze kenmerken wijzigen, kosteneffectiever zijn dan het toevoegen van complexe filets op de bodem van de holte.

Optimale benutting van filets

Rand van onderdeel

Om ongelukken tijdens het hanteren en inspecteren te voorkomen, is het veiliger om alle randen van het onderdeelontwerp te doorbreken. Afschuinen is echter niet altijd de beste keuze voor onderdeelranden. Scherpe randen kunnen bij het hanteren letsel veroorzaken. Daarom moet u in dit geval mogelijk een filet selecteren.

Bij het ontwerpen van onderdelen met afwerking is het een goede manier voor CNC om de randen van deze gebieden af ​​te ronden, zodat het uiterlijk van uw onderdelen naadloos kan worden geïntegreerd zonder ruwe overgangen. Aangezien cosmetische filets geen mechanische of sterkte-eigenschappen hebben, moet u cosmetische filets toevoegen na het bepalen van de resterende geometrie. Deze functies moeten echter met de nodige voorzichtigheid worden gebruikt, aangezien ze van invloed zijn op de kosten van bewerkte componenten.

Binnenranden tussen verticale wanden

Om te snijden door middel van rotatie op hoge snelheid, zijn alle CNC-gereedschappen cirkelvormig en axisymmetrisch, dus het is onmogelijk om een ​​vierkante hoek tussen twee verticale wanden te snijden. Elke rand waar twee verticale wanden elkaar kruisen onder een hoek van minder dan 180 ° moet worden afgerond.

Interne randen tussen hellende / organische oppervlakken

Zoals in het eerste geval in deze sectie, zijn ook afgeronde hoeken vereist voor randen van minder dan 180 ° tussen schuine of organische oppervlakken. Als deze randen niet volledig verticaal zijn, worden ze gesneden met een kogelfrees en de radius van het gereedschap is de minimale filetmaat die tussen de oppervlakken kan worden gelaten.

Verticale wand + afschuining / gebogen oppervlak / organisch oppervlak

In de combinatie van het eerste en tweede geval, wanneer de verticale wand van uw kant het hellende, gebogen of organische oppervlak eronder ontmoet, moet u filets opnemen.

Conclusie

Filets in productie zijn bedoeld om scherpe randen of hoeken af ​​te ronden.

De filet wordt verwerkt met behulp van een CNC filet edge tool of soortgelijk filet tool, die een convexe of concave cirkel vormt op de kruising van twee oppervlakken.

Een filet is een cirkelvormig oppervlak en een afschuining is een plat oppervlak. Beide bevinden zich tussen de snijpunten van de twee oppervlakken.

Filets zorgen voor een betere verlichting van de spanningsconcentratie dan afschuiningen.

Hoewel filets een verwaarloosbaar dwarsdoorsnede-oppervlak kunnen vergroten, is hun belangrijkste voordeel dat ze de spanningsconcentratie in het gebied waarop ze worden toegepast verminderen.