CNC機械加工部品のプロセスでは、鋭いコーナー（2つの接続されたサーフェスまたは頂点間の通常の幾何学的図形）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できます。
これら2つの現象の違いを理解することは、実際に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、選択によって部品製造の成否が決まり、部品の加工コストにもある程度影響するためです。
デザイン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、これらの要素とその他の要素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情報、それらの長所と短所、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。
面取りとは何ですか？
面取りは、パーツ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。 面取りは湾曲した形状ではありませんが、真っ直ぐで鋭角です。 面取りされたエッジは、鋭いコーナーの影響を減らし、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を取り除くことです。 一部の設置プロセスでは、設置ガイダンス、応力集中の低減、組み立ての容易さなど、面取りに特に重点を置く必要があります。
フィレットとは何ですか？
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縁または外縁の丸みを帯びた部分と呼びます。 丸みを帯びた角の設計に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、マイター、凹面、および凸面のフィレットの3種類のフィレットメカニズムです。 内側は丸みを帯びた角が凹面で、外側は凸面です。 エンジニアは、部品へのストレスを軽減するために丸みを帯びた角を使用します。 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激な変形を防ぐのに役立ちます。
鋭いエッジと低い応力集中を排除する必要がある設計では、フィレットエンジニアリングが機械工にとって最良の選択です。
面取りとフィレットの長所と短所
丸みを帯びた角のエッジが丸みを帯びているため、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が改善されます。 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。 丸みを帯びた角は通常、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も、より簡単にコーティングおよびペイントできます。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脱落します。
面取りは鋭いエッジがあるため自然に摩耗しやすくなりますが、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。 嵌合部品を組み立てる場合、面取りはフィレットよりも寛容です。面取りされた穴によりスムーズな移動と挿入が可能になるため、組み立て中にオス部品がメス部品に簡単に入ることが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場合、何に注意を払う必要がありますか？
製品設計に面取りとフィレットのどちらが含まれているかを理解しやすくするために、多くの要素を考慮する必要があります。 CNC機械加工部品の機能、位置公差、コストなどの観点から。
1.機能
CNC機械加工部品製品の最終用途を忘れないでください。 鋭いエッジやコーナーは環境にダメージを与えやすいですか？ 部品は耐荷重用途に使用されますか？使用される場合、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りますか、ワニスを長期間着用する必要がありますか？ コンポーネントは嵌合部品と正確に一致する必要がありますか、それともある程度の余裕がありますか？ これらの質問に答えることは、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）
設計するコーナーが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ときは、内側のコーナーの面取りまたはフィレットを考慮することも重要です。 面取りされた穴はピンを動かし、留め具を挿入しやすくするため、穴のエッジに沿って面取りすることをお勧めします。
3.許容差
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のある精度、および誤った測定が製品の機能と適合にどのように影響するかを判断します。
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コストがかかる可能性があり、通常、面取りによって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の適用には費用がかかる場合があります。 丸めや面取りがCNC機械加工部品の成功の鍵なのか、それとも単なる追加のメリット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、製造する必要の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何か」という質問を理解することは、紛らわしい質問であってはなりません。 必要に応じて、この2つをさまざまな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の1つです。 これは、正しい選択により、そのような設計がより効率的で費用効果が高く、長持ちするためです。