锐利内角的制造是加工中的一项困难任务，尽管有高性能技术如5轴加工，但在加工中实现锐利内角仍需要工程师进行一些特殊的问题解决。

本文致力于解释这一常见的内部加工问题，并讨论了机械师们为处理锐利内角所提出的各种解决方案。

加工锐利内角

在加工中，锐利内角的问题出现在圆柱形切削工具与内部特征（如方形凹槽）中的锐利内角相遇时。切削工具的形状使其无法切割出精确的内角，而只能产生半径等于工具半径的圆角。

这是一个无法避免的问题，因为切削工具的几何形状根本无法加工锐利内角。与此同时，一些内部特征预期具有锐利的内角。通常，这种要求出现在组装应用中，其中内部特征用作安装外部零件，该外部零件具有锐利的外角。

如何加工锐利内角？

然而，这些相互矛盾的要求并未导致僵局。工程师和机械师已经提出了许多设计策略来解决这个问题。

将内角改成圆角

最简单、最明显的解决方案是完全避免锐利的内角。诚然，这可能看起来不像是解决手头问题的一种方法，但这是专家们全面推荐的做法。大多数设计对于内角半径的变化都很灵活，通过小的调整就可以完成工作，同时保持相同的功能。

这一推荐之所以存在，主要是因为它的简单性。稍后我们将讨论的内角加工技术都需要额外的努力、成本和时间。如果有一种方式可以避免这些，那就优先考虑它。

另一个原因是工艺的稳定性。像端铣刀这样的切削工具并不适合加工非常深的凹槽。通常建议的最大切削深度是工具直径的四倍。超过这些限制，问题如振动、刀具断裂和表面粗糙度差等问题开始出现。所有这些都会影响切削工具产生高质量锐利内角的能力。

因此，当设计师选择将内角改成圆角时，他们还应注意圆角半径。根据凹槽的深度，他们应选择一个生产部门可以安全加工的适当内角半径，同时保持零件的功能。

T形和狗骨型圆角

另一种解决方案是在每个锐利内角处添加悬臂。悬臂是一种加工特征，切割延伸到角落的内部凹槽外部。换句话说，它从角落处移除额外的材料。

当您需要锐利的内角以适应内部凹槽中的外部部件时，这是最好的选择。它不影响装配的功能或性能，同时为配合部件提供了空间。此外，它可能导致一些有用的重量减轻。

有两种流行的解决方案，机械师们经常用于加工中的锐利内角。

T形切割

更简单、更容易的一种角悬臂是“T形切割”。在这个操作中，刀具只沿一个方向进入角落。通常，切削的延伸至少是刀具直径的一半，以确保有足够的空间让配合的物体拼合在一起。

狗骨型切割

另一种悬臂是“狗骨型”，其名字来源于它与狗骨的形状相似。与T形切割不同，它在两个方向上延伸切割。这种类型的悬臂稍微更复杂一些，但外观上更美观。

电火花放电加工（EDM）

现在，让我们稍微偏离一下，看看一些略微超出传统加工领域的解决方案。EDM是一种流行的制造工艺，利用工件和工具之间的电火花通过熔化和侵蚀来去除材料。它在加工内角方面有特殊的应用。我们将讨论两种EDM工艺：沉没式EDM和线切割EDM。

沉没式EDM

在沉没式EDM过程中，切削工具是一个定制设计的模具，逐渐降低（沉入）到工件中。由于模具是特征几何的负形，它是一个外部组件。因此，它可以具有锐利的内角而不会出现问题。

线切割EDM

线切割EDM与沉没式EDM不同。它的刀具是一根细丝，沿着特征的轮廓移动以切割材料。由于其极小的工具直径不到0.1毫米，它非常适合加工锐利的内角。这意味着线切割EDM可以产生半径小至0.05毫米的内角，从各个方面来看都是“锐利”的。

然而，EDM过程也有其缺点。一般来说，EDM比传统加工要慢得多，制造商必须有充分的理由来证明其用于角加工的使用。此外，EDM对于机械师来说可能很难规划，因为它很复杂。此外，它仅限于电导材料，表面粗糙度较差，可能需要进一步处理以达到标准。

手动切割

最后，当机器无法生产高质量锐利内角时，手动技能就派上用场了。最后的手段是利用各种手工工具来切割、磨削和抛光内部角，以达到所需的形状。

一些常见的手工工具包括凿子、锉和砂纸。可以理解的是，手动工艺是耗时的，当然不如机器那么精确。但是，在使用机器不可行时，它们是一个不错的替代选择。

结论

加工中的锐利内角是一个有趣的问题，从设计师到机械师都在提出创新解决方案来解决这个问题。设计师在面对锐利内角时有多种选择，给予他们可观的设计自由度。