Verrundung: Ein wichtiges Konstruktionselement bei der CNC-Bearbeitung

Filet bezieht sich auf das Abrunden der scharfen Kanten von Teilen, das in erster Linie zur Verbesserung der Festigkeit, zur Verringerung der Spannungskonzentration und zur Verbesserung der Ästhetik des Bauteils eingesetzt wird. In diesem Artikel werden die Arten der Kantenverrundung, ihre üblichen Radien, Bearbeitungsmethoden und ihre Auswirkungen auf die Materialauswahl und Bearbeitungsgenauigkeit untersucht. Darüber hinaus werden wir wertvolle Einblicke in die Rolle der Verrundung in folgenden Bereichen geben CNC-Bearbeitung.

Arten von Filets

Runde Ecken gibt es in verschiedenen Varianten, je nach Anwendungsbereich und Designanforderungen:

Konkave Verrundung (innere Kantenrundung)

• Verwendung: Wird in der Regel für innere Übergänge oder Verbindungen in Teilen verwendet, bei denen die Kurve zur Innenseite des Teils gerichtet ist.

Konvexe Verrundung (äußere Randkurve)

• Verwendung: Wird häufiger für Außenverbindungen oder tragende Bauteile verwendet, da es an den Übergangsstellen mehr Festigkeit und Haltbarkeit bietet.

Gleichmäßiges Filet

• Verwendung: Hat einen durchgängig gleichmäßigen Radius, geeignet für Standardteile, bei denen Gleichmäßigkeit erforderlich ist.

Variables Filet

• Verwendung: Der Radius ändert sich allmählich entlang der Kurve und wird häufig für komplexe Teile oder in Bereichen mit hoher Belastung verwendet. Er hilft bei der allmählichen Verteilung der Spannung und verbessert die Festigkeit des Teils.

Radius der Hohlkehle

Die Ecke rund ist ein entscheidender Parameter bei der Bestimmung der Größe und des Aussehens der Verrundung. Sie hat direkten Einfluss auf die Festigkeit des Teils, die Komplexität der Bearbeitung und das allgemeine Aussehen.

Gemeinsame Filetierradien

• R0,5 oder R1: Wird für Mikroteile oder dünnwandige Konstruktionen verwendet. Häufig in Präzisionsmaschinen, Mikrokomponenten, kleinen elektronischen Produkten und Teilen, die eine höhere Montagepräzision und weniger Teilebruch erfordern.
• R2 oder R3: Geeignet für mittelgroße Teile oder normale mechanische Komponenten. Dieser Radius wird häufig für alltägliche mechanische Teile, Automobilteile, Strukturteile usw. verwendet.
• R5 oder R10: Wird bei Teilen eingesetzt, die hohem Druck oder hoher Belastung ausgesetzt sind. Typischerweise in Automobilkomponenten, großen Maschinen oder Strukturteilen verwendet, um die Festigkeit und Langlebigkeit zu erhöhen.
• R20 oder R30: Wird für großformatige Komponenten oder hochfeste Teile wie Druckbehälter und Rohrverbindungen verwendet. Diese größeren Radien tragen dazu bei, die Spannung zu verteilen und die Materialermüdung zu verringern.

Kehlnahtbearbeitungsmethoden

Es gibt verschiedene Bearbeitungsmethoden für Randkurven, und die Wahl hängt von der Teilegröße, dem Material und den Bearbeitungsanforderungen ab.

CNC-Fräsen

• Geeignet für: Die meisten Metall-, Kunststoff- und Verbundwerkstoffteile, insbesondere für hochpräzise Verrundungskonstruktionen.
• Gemeinsamer Bereich: Durch CNC-Fräsen können Kantenbogenradien von R0,5 bis R20 und sogar noch größer, je nach Werkzeugradius.

Schleifen

• Geeignet für: Hartmetalle (z. B. rostfreier Stahl, Titanlegierungen) und hochpräzise Teile.
• Gemeinsamer Bereich: Ideal für größere Randkurvenradien (z. B. R5, R10, R20) und bietet eine hochpräzise Oberflächenbearbeitung.

Spritzgießen

• Geeignet für: Kunststoffteile, insbesondere solche, die in großen Mengen hergestellt werden.
• Gemeinsamer Bereich: Übliche Verrundungsradien beim Spritzgießen sind R1, R2und der Radius kann bei entsprechender Gestaltung direkt in der Form geformt werden.

Laserschneiden

• Geeignet für: Dünne Plattenmaterialien und leichte Kunststoffe.
• Gemeinsamer Bereich: Wird im Allgemeinen für kleinere Filetgrößen verwendet (z. B., R1, R2) und ist sehr effizient für die Massenproduktion.

Filet-Toleranz

Ecke rund Toleranz wirkt sich direkt auf die Passform, die Funktion und die allgemeine Bearbeitungsqualität des Teils aus. Die Toleranzanforderungen fallen typischerweise in die folgenden Kategorien:

• Standard-Toleranz: Normalerweise ±0,1mmgeeignet für normale mechanische Teile und Strukturkomponenten.
• Hohe Präzisionstoleranz: ±0,05 mmideal für Präzisionsmaschinen, Instrumententeile und hochpräzise Verbindungen wie Antriebssysteme und Zahnräder.
• Höchste Präzisionstoleranz: ±0,01 mmSie werden typischerweise in der Luft- und Raumfahrt, in der Feinmechanik und bei Spezialausrüstungen wie Luft- und Raumfahrtkomponenten und Präzisionsformen verwendet.

Filetierung und Materialüberlegungen

Die Gestaltung der Eckenrundung und die Wahl des Materials sind eng miteinander verbunden. Die Härte, die Zähigkeit und das Bearbeitungsverfahren des Werkstoffs beeinflussen die Wahl des Eckenrundungsradius.

Aluminiumlegierungen und Stahl

• Bearbeitungsverfahren: CNC-Fräsen und -Schleifen werden üblicherweise für Aluminium und Stahl verwendet, wobei die Eckenradien typischerweise von R2 bis R3geeignet für mittelgroße Teile.

Rostfreier Stahl und Titanlegierungen

• Bearbeitungsverfahren: Erfordert präzise CNC-Bearbeitung oder Schleifen, ideal für größere runde Eckenradien wie z.B. R5 oder R10die zur Verbesserung von Kraft und Haltbarkeit.

Kunststoffe

• Bearbeitungsverfahren: Üblicherweise durch Spritzgießen oder CNC-Bearbeitung hergestellt, wobei die Eckenradien im Allgemeinen rund sind. R1, R2Sie werden häufig für Gehäuse, Steckverbinder und andere Anwendungen verwendet.

Verbundwerkstoffe

• Bearbeitungsverfahren: Typischerweise CNC-bearbeitet, erfordern Verbundwerkstoffe oft größere Eckenradien, wie z. B. R5 oder R10zur Verbesserung der Zugfestigkeit und Ermüdungsbeständigkeit.

Schlussfolgerung

Die Gestaltung der Kantenkurve spielt bei der CNC-Bearbeitung eine entscheidende Rolle. Durch die Auswahl des geeigneten Eckenrundungsradius, der Form und der Bearbeitungsmethode können Hersteller die Festigkeit der Teile verbessern, die Spannungskonzentration verringern und die allgemeine Haltbarkeit erhöhen. Unabhängig davon, ob Sie mit Metallen, Kunststoffen oder Verbundwerkstoffen arbeiten, stellt die richtige Eckenkurvengestaltung sicher, dass die Teile sowohl funktional als auch effizient sind.

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