模具不同部位直角處理方式和R角取值原則

2021-01-09 素彥模具設計

模具上倒R角,是每個設計師都知道的事情,我看過很多模具圖,真正能把R角倒得合適的人很少。

做設計的人,在工作中,常常會聽到這樣的話,R角能倒大,絕不倒小。但,什麼樣的大,才算是大?

如果倒R8,有人問,能不能倒R10?好像也可以。那麼,能不能倒R12呢?好像也行。

於是,設計與工藝之間的衝突就在這裡產生了。每次別人總能說你的R倒得不合適,但,這個事情,好像自己也沒辦法說服人家。

那個,倒R角有沒一個參考的標準?不同的位置,取值多少比較合適,我們是怎麼去判斷的呢?

R角,無非就是對模具中直角部位的處理方中其中的一種,主要起到方便加工,或增加強度,減小應力的作用。模具中側面的直角,常見的處理方式有兩種,要麼,清角,要麼,圓角,如下圖。

清角的做法有好幾種,上圖中的清角是最常見的一種。

那麼,什麼時候用清角,什麼時候用圓角呢?

可以這樣看,若框的側面帶斜度,那麼,只做圓角,基本不考慮清角的方式,特殊情況除外。

若框的側面是直身的,無斜度的,那麼,既可以做清角,又可以做圓角。

在既可以做清角,又可以做圓角時,就得評判模具上該位置的強度。一般來說,做清角會影響強度時,則只能採用圓角的方式。如下圖。

同樣是開框,左邊框採用了清角的方式,右邊採用了圓角的方式。明顯,左側的清角處與導套很近,影響導套位置側面的厚度,而右側圓角則沒有這個問題存在。

若兩種方式,對模具的強度均無影響,那麼,優先考慮清角。

為啥?

清角可以減少加工量。

就拿模框來說,若採用清角的方式,模仁四個角可以不加工圓角,省事。若採用圓角,那模仁四個角必須加工圓角。

上面的內容,是從模具整體出發,針對模具上直角常見的兩種處理方式的選擇技巧。

那麼,R角或清角值的選擇有哪些是需要遵循的呢?

這裡,咱們需要先來了解一點加工知識,刀具。

數控加工中,無論什麼樣的刀,它在加工時,是主軸帶動刀具旋轉切削,旋轉所產生的結果是圓。

所以,以切削的方式,加工出來的零件,側面產生不了直角,會留下圓角。圓角的半徑,不會低於刀具的半徑。

因此,一個直角位置,倒角半徑的最小尺寸,應該是切削該位置,最小所能使用的刀具的半徑。

意思就是說,我們必須要先知道不同直徑的刀具,所能加工的有效深度是多少。

大多數情況下,刀具的有效加工深度是它直徑的5倍。比如,直徑6mm的刀,能加工30mm深。

別鑽牛角尖,說32mm也行。我們取大部份情況下大家都認可的安全值,不是極限值。

因此,在模具上,凡是直角的位置,需要倒R角時,最低倒角值應該按此標準來確定。

接下來,聊重點,到底取多大的值合適,不會被人說R小,即便是別人說R小了,咱們也能懟回去。

在刀具所能加工的深度下,另一判斷標準是該位置在模具上所起的作用是什麼?這個,分開來講一下。

一:虎口類定位處的R角,如下圖。

定位的地方,一般來說,以直角處的兩相鄰邊較短邊的1/3左右為宜,最小R一般不低於R5。因該位置起定位作用,R過大,會導致側面的定位面變小,定位面過小,則失去了它本來的作用。

現實中我們往往會看到很多人的模具,虎口的R角過大,導致定位面非常小。

二:前後模框R角取值一般在較短邊的1/8至1/12左右,模仁大的,可按小一點的範圍取值,模仁小的,可按大一些的範圍取值,但最小R不應小於R10。

三:枕位處R的取值

枕位按大小不同,取值不同,小枕位,直接可倒成圓頭,大枕位有時後端面要貼死。可按加工刀具的直徑來取值,如下圖。

四:其它位置R角取值

除上述幾個常見的位置之外,其它位置的R角,以最小加工刀具的直徑加上0.5-1來取值基本上算是比較合理。比如,某位置最小需要用6mm的刀加工,那麼,咱們可直接倒R6.5或R7。實際加工時,可以選擇6-12mm的刀加工。

五:特深位置R角取值。

模具上,有些位置特別深,若按最小加工刀具來算,R角仍然過大時,可採取分級R的形式。如下圖。

圖中平面到凸臺的側邊高度為81mm左右,最小可加工刀具直徑為16mm。因此,紅色圈處至少應倒R8.5-R9。然而,實際上該位置沒法倒這麼大的R,甚至連R4都不行。因此,該位置下半部分採用較大的R角,上半部分使用小R。加工時,下半部分可直接光出來。上半部分R採用火花機加工。

這時有人會問,反正都要放電,為啥不直接到底呢?

直接到底也行,無非就是電極做深一些,放電的時間長一點而已。

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