복잡한 형상에 대해 CNC 가공이 더 저렴합니까 Ultimate guide 2022

이번 글에서는 기계가공의 기초를 바탕으로 초보 기계설계자들이 빠지기 쉬운 가성비 좋은 가공부품의 포인트를 소개하고자 한다.

CNC 밀링 펀칭

컷팅으로 저렴하게 할 수 있는 부분에 대해 말씀드리겠습니다.기계가공이라고 하면 공업제품의 거친 무기질 부분의 이미지가 많이 떠오를 수 있지만 실제로는 곡면을 비틀어 다양한 형태를 만들어 낼 수 있습니다.

CNC 가공 부품

이번에는 현재의 컴퓨터 컨트롤로 재단하여 복잡한 형태를 구현하는 과정을 소개하면서 다양한 "멋진 형태"를 소개합니다.

NC 가공이란?

여러 번 언급했지만 절단은 회전하는 칼날이 정해진 궤적을 따라 재료에 압력을 가해 재료를 긁어내고 불필요한 부분을 제거하는 과정입니다.

　그렇다면 "정해진 궤적을 따라"란 무엇을 의미합니까?

지금까지 표현을 애매하게 두었지만 컷팅에서 굉장히 중요한 부분이라 조금 더 자세히 설명드리겠습니다.

범용 밀링 커터와 같은 "수동" 범용 공작 기계는 당분간 제쳐두고 NC 밀링 커터 및 머시닝 센터와 같은 소위 "자동 작동" NC 공작 기계에 대해 이야기합시다.

이러한 기계에서 재료를 자르는 블레이드는 명령 언어에 의해 기계로 이동됩니다."엔드밀을 이 위치로 이동" 명령을 기계에 입력하면 기계는 명령에 따라 자동으로 이동합니다.엔드밀의 위치는 X, Y, Z의 각 수치로 표현되며, 이 값을 이동시키면서 가공이 진행됩니다..프로그램에 따르면.

NC 밀링 커터란?

NC 밀링 커터의 다른 유형

NC 밀링 커터의 "NC"는 "수치 제어"를 의미합니다."X"는 "수평 방향", "Y"는 "전후 방향", "Z"는 "수직 방향"입니다.“다음 이동할 위치”를 지속적으로 입력하여 부드러운 곡선과 복잡한 궤적을 그려 엔드밀을 이동시킬 수 있습니다.

반대로 기계는 입력된 명령에 따라서만 작동합니다.최종 형상은 입력된 NC 프로그램에 따라 다릅니다.컴퓨터가 발달하기 전에는 NC 프로그램을 특수한 종이테이프에 찍어서 기계에 통과시켜 읽은 것 같다.베테랑 장인들이 NC 프로그램을 '테이프'라고 부르는 것도 이 때문인 것 같다.

특수 종이 테이프의 NC 프로그램

현재는 NC 프로그램을 컴퓨터 데이터로 취급하고 있습니다.NC 프로그램은 기계의 메모리에 데이터로 저장되며, 명령어로 한 줄 한 줄 읽어가면서 명령어 내용에 따라 동작합니다.

NC 프로그램 구성

NC 프로그램에는 기본적으로 모든 공작 기계에 대한 공통 구성이 있습니다.스핀들을 회전시키거나 이동 속도를 변경하는 "G 코드" 또는 "M 코드"와 같이 "기계의 움직임을 제어하는 ​​부분"과 X, Y, Z 좌표 값으로 "엔드 밀 팁 위치" 명령 값을 주는 부분의 조합으로 구성됩니다.

컴퓨터를 사용한 최신 절단: CAD/CAM

구멍을 뚫기만 하면 된다든가 칼날을 일직선으로 움직이기만 하면 된다든가 하는 간단한 NC 프로그램은 쉽게 만들 수 있지만 곡면을 깎는다 같은 복잡한 NC 프로그램은 엔지니어의 두뇌가 필요하다.손으로 생각하고 타이핑하는 수준을 넘어섭니다.

소위 CAD/CAM 시스템은 이러한 상황에서 역할을 합니다.”캐드/캠"는 "Computer Aided Design"과 "Computer Aided Manufacturing"이므로 기본적으로는 "컴퓨터를 이용한 설계 및 제조"의 총칭입니다.

현재 좁은 의미에서 CAD는 컴퓨터에서 도면 및 3D 모델을 생성하는 소프트웨어를 의미하고 CAM은 생성하는 소프트웨어를 의미합니다.NC 프로그램CAD 데이터를 사용합니다.복잡한 NC 프로그램을 생성하는 것조차 컴퓨터의 도움이 필요합니다.일부 소프트웨어에는 CAD 및 CAM 기능이 모두 있으며 독립적인 기능을 가진 소프트웨어도 있습니다.

가공에 적합한 공정 결정

CAD는 여러 사이트에서 자세하게 다루어졌기 때문에 여기서는 디자이너들이 잘 알지 못하는 CAM에 대해 조금 더 자세히 설명하겠습니다.CAM을 이용한 NC 프로그램 작성 과정에서는 가공물의 재질과 형상에 따라 적절한 공정과 엔드밀의 종류, 가공조건을 결정하고 이를 정보로 입력해야 한다.

소재와 소재의 형태, 설정 순서 등에 따라 선택할 수 있는 옵션은 무궁무진합니다.

예를 들어 재료를 수정하는 방법에는 여러 가지가 있습니다.정밀 메커니컬 바이스로 클램핑, 지그로 직접 고정, 나사로 고정 등이 가능합니다. 형상과 공정에 따라 다양한 옵션이 있습니다.엔드밀의 모든 설정 및 종류에 맞게 설정하여 NC 프로그램으로 변환해야 합니다.

곡면 절단에 엔드 밀 적용

끝이 둥근 곡면 절단에 적합한 볼 엔드밀, 직선 평면 절단에 적합한 플랫 엔드밀, 구멍을 뚫기 위한 드릴 등 다양한 종류의 엔드밀이 있습니다.

다양한 형태의 엔드밀

각 유형은 블레이드의 직경, 블레이드 수 및 유효 길이와 같은 다양한 모양으로 나뉩니다.어떤 종류의 가공 방법과 어떤 종류의 가공을 설정하십시오.가공각 엔드 밀에 사용할 조건.

엔드 밀도 한 설정에 한 가지 유형으로 제한되지 않습니다.오히려 수십 가지 유형을 사용하는 것은 드문 일이 아닙니다.그러면 설정할 매개 변수가 커집니다.

더 저렴하고 복잡한 부품을 만들기 위한 가공 조건은 무엇입니까?

가공 조건에는 스핀들의 회전 수, 이동 속도 및 제거할 재료의 양이 포함됩니다.엔드밀의 형상, 재질, 소재의 재질에 따라 최적의 조합이 있습니다.문제는 어떻게 최적의 조합을 도출하고, 엔드밀의 마모를 방지하고, 가공시간을 단축하느냐이다.

뛰어난 NC 가공 엔지니어가 채터링이 발생하는 절삭 조건에서 최단 시간 내에 NC 프로그램을 생성합니다.칼날 제조사의 권장 조건과 과거 경험을 고려하면서 가공 상태의 이미지를 머릿속에 설정했습니다.

머릿속에서 조각하는 소리와 진동을 상상하면서 “이 조건이 너무 빠르다”, “조금 더 깊이 깎을 수 있을까?” 같은 상상을 한다.그것은 정확히 전문성의 일부입니다.이러한 프로세스와 NC 프로그램의 조합은 가공 시간을 절반 또는 1/4로 단축할 수 있습니다.

이제 CAD/CAM을 사용하여 불가능한 NC 프로그램을 생성하고 상상할 수 있는 것보다 더 복잡한 형상을 생성하는 방법에 대한 몇 가지 예를 살펴보겠습니다.

5축 가공의 대표 : 임펠러

소위 동시 5축 가공으로만 달성할 수 있는 부품의 대표적인 예는 자동차 터보차저에 사용되는 "임펠러"입니다.

CAD/CAM이 없었다면 이 임펠러의 복잡한 부분을 절단하기 위한 NC 프로그램은 불가능했을 것입니다.언더컷의 덩어리 모양을 하고 있기 때문입니다.

동시 5축 가공은 소재가 놓인 테이블 면(A축, B축)과 함께 연결된 엔드밀(X, Y, Z)의 복잡한 움직임에 의해서만 가능하다.

현대 조각: 3D 모델링

3D 모델이 있는 한 CAM으로 형상을 절단하기 위한 NC 데이터를 반자동으로 생성할 수 있습니다.따라서 조각상, 인물 등의 조형물을 포함하여 모든 입체적 형상의 구현이 가능하다.물론 지금까지 소개한 코너 R과 언더컷도 고려해야 한다.

형상을 3D 모델에 충실하게 재현할 수 있습니다.일부 고객은 유명 캐릭터를 가공하여 절단하여 초호화 물건으로 판매하는 것을 생각하고 있습니다.

절단 작업을 더 친숙하게!

가공품은 용도에 따라 다양한 형상이 나오지만, 형상이 아무리 복잡해도 코너 R과 언더컷만 신경 쓰면 가공할 수 있습니다.

더 복잡한 형상을 대량 생산하는 데 주조가 가장 좋은 방법이라고 생각할 수도 있지만 기계 가공에는 많은 이점이 있습니다.주조에서 문제가 되기 쉬운 기공을 피할 수 있고, 금형을 제작할 필요가 없기 때문에 초기 비용을 줄일 수 있고 납기를 단축할 수 있습니다.

요약

양산 가공품에 대해서도 절단 사용을 염두에 두시면 좋겠습니다.총 비용이 놀라울 정도로 저렴하고 설계 변경에 유연하게 대응할 수 있다는 장점도 있습니다.

이 기사가 가공에 더 친숙해지고 설계 지평을 넓히는 데 도움이 되기를 바랍니다.