簡単な回答
CNC 加工における内側コーナー半径は、ポケット、スロット、またはフィーチャーの内側コーナーの半径です。フライス加工の場合、切削工具がその半径内に収まる必要があるため、半径は機能が許す限り大きくする必要があります。半径が小さいと、より小さい直径のエンドミルを使用する必要があり、剛性が低くなり、たわみが発生しやすくなり、加工時間が長くなります。一般的な規則は、標準工具の場合、内側コーナー半径をポケット深さの少なくとも 30% ～ 50% に設計し、できれば 0.5 mm より大きくすることです。半径が大きいと、標準の工具サイズを使用できるようになり、仕上げパスの数が減ります。
重要なポイント
- 内径コーナー半径が小さい (<3 mm) 場合は、多くの場合、ボール エンド ミルまたは小径のフラット エンド ミルが必要となり、工具の摩耗とサイクル タイムが増加します。
- 0.5 mm より小さい半径は、標準のカッターでフライス加工するのが困難です。鋭利な内側のコーナーには EDM またはワイヤー EDM を検討してください。
- 半径（R2、R3、R5）を大きくすると、より大きくて剛性の高いエンドミルを使用できるようになり、材料をより速く除去し、より良い表面仕上げが可能になります。
- 深いポケットの場合、過度の工具の突き出しやたわみを避けるために、半径はポケット深さの少なくとも 30% である必要があります。
- 複数のコーナーで同一の半径を設計することで、工具の交換が減り、プログラミングが簡素化されます。
- 半径を指定する場合は、混乱を避けるために、必ず 2D 図面上で R2 や R3 などの吹き出しを使用して指定し、3D モデルが正確に一致していることを確認してください。
内径が重要な理由
内側コーナー半径は、CNC 加工のコストと品質に影響を与える最も影響力のある設計機能の 1 つです。どの切削工具を使用できるか、必要なパスの数、EDM などの追加操作が必要かどうかを直接決定します。エンジニアは加工結果を理解せずに鋭い内側コーナー (R0) を指定することがよくあり、コストの上昇、リードタイムの延長、または検査の失敗につながります。
フライス加工では、切削工具は丸いため、コーナーを加工できる理論上の最小半径は工具の直径によって制限されます。本当に鋭い内部コーナー (半径ゼロ) を作成するには、フラット エンド ミルの直径を限りなく小さくする必要がありますが、これは現実的ではありません。代わりに、コーナーは工具の半径と同じ半径で仕上げられます。したがって、設計半径は使用可能な工具半径と一致する (または超える) 必要があります。より小さな半径が必要な場合、オペレータはコーナーに小さなエンドミルを使用することが多く、これにより加工時間と工具コストが増加します。
半径が工具の選択に与える影響
コーナ半径と工具直径の関係は単純です。内側のコーナの半径は次のとおりです。 R 直径 ≤ 2 のカッターが必要ですR 余分な材料を残さずにコーナーにフィットします。たとえば、R1 コーナーには直径 2 mm 以下のエンドミルが必要です。ただし、2 mm エンドミルは 10 mm エンドミルよりも剛性が大幅に低くなります。浅いパスしか受けられず、簡単にそらせられ、すぐに摩耗してしまいます。これは加工時間と部品の精度に直接影響します。
| 必要内径(mm) | 最大工具径 (mm) | 一般的な工具の剛性 | 相対的な加工コスト |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 1.0 | 非常に低い | 高 (EDM を使用することが多い) |
| 1.0 | 2.0 | 低い | 高い |
| 2.0 | 4.0 | 適度 | 中くらい |
| 3.0 | 6.0 | 良い | 低い |
| 5.0 | 10.0 | 高い | 低い |
| 10.0 | 20.0 | 非常に高い | 最低 |
経験則として、一般的な精密機械加工の場合、3 mm エンド ミル (CNC ショップで一般的) を使用できるように、内側コーナー半径は少なくとも 1.5 mm である必要があります。プロトタイプまたは 1 回限りの部品の場合は、より小さい半径も許容されますが、追加コストがかかります。実稼働では、サイクル時間を低く抑えるために R3 以上の半径を強くお勧めします。
表面仕上げと公差への影響
小型エンドミルで深いコーナーを切削しようとすると、工具のたわみが大きくなります。実際の切断では、コーナーの底部近くに余分な材料が残る場合があり、その領域の表面仕上げが劣化することがよくあります。コーナープロファイルに厳しい公差 (±0.05 mm など) が必要な場合、追加の半仕上げパスと仕上げパスが必要となり、サイクル時間が何倍にもかかります。半径が大きいため、1 つの大きなエンドミルを使用して、より少ないパスで荒加工と仕上げ加工を行うことができ、追加の操作を行わずに優れた表面粗さ (Ra 0.8 μm 以下) を実現できます。
ポケットとスロットのコーナーのデザインガイドライン
フィーチャ全体にわたる均一な半径
可能であれば、同じポケット内で異なる半径を混在させないでください。半径が異なると工具直径が異なるか、コーナーの個別のフライス加工操作が必要となるため、すべての内側コーナーは理想的には同じ半径である必要があります。 R2、R3、または R5 (工場の能力に応じて) を標準化すると、セットアップが簡素化され、ツールの変更が減ります。
コーナー半径とポケットの深さの関係
20 mm より深いポケットの場合、適切な工具が届くようにするために必要な内径が大きくなります。経験則: コーナー半径 ≥ 0.3 × ポケット深さ。たとえば、深さ 30 mm のポケットの内部半径は R9 (または理想的には R12) 以上でなければなりません。これにより、過度の突き出しが回避され、ツールの剛性が維持されます。
底部の半径と壁の半径
ポケットに床がある場合、ボールエンドミルまたはブルノーズカッターで加工する場合は、壁と床の間の移行部にも半径が必要です。鋭い底部コーナーが必要な場合は、EDM または鋭いコーナーを持つフラットエンドミルが必要になる場合がありますが、これは非常に困難です。設計者は、可能な限り下部にフィレットを指定する必要があります (R1 または R2 など)。
鋭い内部コーナーに EDM を使用する場合
一部の部品では、シール面、ダイキャビティ、または鋭利なエッジの用途など、鋭い内部コーナー (R0.1 以下) が絶対に必要です。このような場合、従来のフライス加工では必要な切れ味を実現できません。ワイヤ EDM またはシンカー EDM は、ほぼ完璧な 90° の内側コーナーを生成できますが、コストとリードタイムが大幅に増加します。エンジニアは、機能的に必要な場合にのみ鋭いコーナーを指定し、EDM が必要であることを図面に明確に示す必要があります。
図面上で半径要件を伝える方法
2D 図面では、すべての内部半径の寸法をその値 (R3 など) で指定する必要があります。すべての半径が同一の場合、単一の音符