클라임 밀링과 기존 밀링 비교: CNC 가공에 어떤 것이 더 낫습니까?
클라임 밀링과 일반 밀링 중 어떤 밀링 방법이 CNC 가공에 더 나은 결과를 제공할까요? 이 기사에서는 각 기술의 장단점을 자세히 살펴보고 각 기술의 방향이 어떻게 ...
복잡한 금속 부품이 어떻게 정밀하게 제작되는지 궁금한 적이 있으신가요? CNC 가공이 그 해답입니다. 이 글에서는 컴퓨터로 제어되는 도구가 어떻게 금속과 같은 재료를 높은 정확도와 효율성으로 복잡한 부품으로 성형하는지 설명합니다. CNC 기계의 유형, 장점과 단점, CNC 가공 프로세스와 관련된 세부 단계를 살펴봅니다. 마지막에는 CNC 가공이 현대 제조에 필수적인 이유와 항공우주 부품부터 의료 기기까지 모든 것을 제작할 때 품질과 정밀도를 보장하는 방법을 이해하게 될 것입니다.
수치 제어(NC)는 디지털화된 정보를 사용하여 공작 기계의 이동과 가공 작업을 제어하는 방식을 말합니다. 수치 제어 공작 기계는 흔히 NC 공작 기계라고 줄여서 부르는데, NC 시스템이 장착된 공작 기계입니다. 컴퓨터 수치 제어(CNC)는 범용 컴퓨터가 공작 기계의 이동과 가공 작업을 직접 제어하는 방식입니다.
해당 제어 프로그램을 변경하면 하드웨어 회로를 변경하지 않고도 CNC 시스템의 제어 기능을 변경할 수 있으므로 CNC 시스템을 매우 다양하고 유연하게 만들 수 있습니다. 이것이 바로 NC 기술의 발전 방향이며, 생산 현장에서 광범위하게 적용되고 있습니다.
수치 제어 가공은 NC 공작 기계에서 부품을 가공하는 방법을 말합니다. NC 공작 기계 가공의 공정은 일반적으로 전통적인 공작 기계 가공과 일치하지만, NC 가공의 고유한 특성으로 인해 일반 가공 공정과 비교하여 NC 가공 공정에는 눈에 띄는 변화가 있습니다.
CNC 가공은 컴퓨터로 제어되는 부품 및 제품의 제조 및 가공을 말합니다. 여기에는 컴퓨터 수치 제어(CNC) 공작 기계를 사용하여 가공 및 조정을 통해 공작물에서 여분의 재료를 자동으로 제거하는 작업이 포함됩니다.
금속은 CNC 가공에서 가장 일반적으로 사용되는 재료로, 최종 결과물은 완제품 또는 부품입니다.
이 프로세스를 감산 제조라고 하며, 컴퓨터 애플리케이션은 더 나은 CNC 가공을 위해 공작 기계의 움직임을 제어하는 데 사용됩니다. 가장 일반적인 유형 및 처리 프로세스 CNC 기계 도구에는 밀링, 터닝, 연삭 및 EDM이 포함됩니다.
밀링은 로터리 커터를 사용하여 3축, 4축 또는 5축을 따라 이동하여 공작물 표면에서 재료를 제거합니다. 이 공정은 공작물을 절단하거나 트리밍하여 복잡한 기하학적 모양과 금속으로 된 정밀 부품을 빠르게 가공하는 데 사용됩니다.
반면 선삭 가공은 선반을 사용하여 원통형 형상의 부품을 제조하는 작업입니다. 공작물은 샤프트에서 회전하며 정밀하게 접촉합니다. 회전 도구 를 사용하여 원형 모서리, 방사형 및 축 방향 구멍, 홈 및 홈을 형성합니다.
기존의 수작업 기계 가공에 비해 CNC 가공은 훨씬 빠르고 치수 정확도가 높으며 오류를 최소화합니다. 완성된 제품은 디자인의 컴퓨터 코드와 일치합니다.
CNC 제조는 최종 제품 및 구성 요소를 제조하는 데 사용할 수 있지만 일반적으로 소량의 단기 생산에만 비용 효율적이므로 신속한 프로토타입 제작에 이상적인 제조 방법입니다.
NC 밀링은 로터리 커터를 사용하여 재료를 제거하는 공정입니다. 공작물은 공작기계가 움직이는 동안 고정된 상태로 있거나 미리 정해진 각도로 공작기계에 들어갈 수 있습니다.
성형 공정의 복잡성과 속도는 기계에 있는 이동 축의 수에 따라 달라집니다. 기계에 축이 많을수록 공정이 더 빠르고 복잡해질 수 있습니다.
3축 NC 밀링은 여전히 가장 널리 사용되고 인기 있는 가공 공정 중 하나입니다.
3-에서축 가공를 누르면 공작물은 고정된 상태로 유지되고 로터리 커터는 X, Y 및 Z 축을 따라 절단합니다.
이 가공 방법은 비교적 간단하며 구조가 단순한 제품을 생산할 수 있습니다. 그러나 복잡한 형상이나 복잡한 구성 요소가 있는 제품을 가공하는 데는 적합하지 않습니다.
절단은 세 축에서만 수행할 수 있으므로 처리 속도가 다음과 같은 경우보다 느릴 수 있습니다. 4축 또는 5축 NC 가공. 이는 원하는 모양을 얻기 위해 공작물을 수동으로 재배치해야 할 수 있기 때문입니다.
4축 NC 밀링은 모션에 네 번째 축을 추가합니다. 절단 도구를 클릭하여 X축을 중심으로 회전할 수 있습니다.
이 방법에는 X축, Y축, Z축 및 A축(X축을 중심으로 회전)의 네 가지 축이 사용됩니다.
대부분의 4축 CNC 기계에는 B축이라고 하는 공작물 회전 기능도 있습니다. 이를 통해 기계가 밀링 머신과 선반의 기능을 모두 수행할 수 있습니다.
필요한 경우 드릴링 부품의 측면이나 실린더 표면에 4축 CNC 가공이 이상적인 선택입니다.
가공 프로세스를 크게 개선하고 높은 가공 정확도를 달성합니다.
5축 NC 밀링은 4축 NC 밀링에 비해 회전 축이 하나 더 있습니다.
다섯 번째 축은 일반적으로 Y축을 중심으로 회전하는 B축입니다.
일부 5축 CNC 기계는 B축 또는 C축이라고 하는 공작물의 회전도 허용합니다.
5축 NC 가공의 높은 범용성으로 인해 인공 팔다리나 뼈와 같은 의료 부품, 항공 우주 부품 등 복잡하고 정밀한 부품을 제조하는 데 자주 사용됩니다, 티타늄 부품, 석유 및 가스 기계 부품, 군수품 등입니다.
전체 CNC 가공 프로세스에는 부품 가공 도면을 기반으로 한 공정 분석, 가공 계획, 공정 파라미터 및 변위 데이터 결정, 규정된 프로그램 코드와 형식으로 부품 가공 프로그램 시트 작성, 프로그램 입력 또는 전송, NC 장치에 입력 또는 전송된 가공 프로그램의 시운전, 공구 경로 시뮬레이션, 올바른 작동을 통한 공작 기계의 자동 작동, 첫 샘플 시험 절단, 가공 부품의 검사 등의 단계가 있습니다.
CNC 가공 프로그램은 NC 공작 기계가 가공을 수행하도록 구동하는 일련의 명령어이며, NC 공작 기계의 응용 소프트웨어입니다. CNC 프로그래밍의 주요 작업에는 부품 도면 분석, 공정 설계, 가공 경로 계획 및 공작 기계 보조 기능 결정이 포함됩니다. CNC 가공에서 중요한 단계입니다.
CNC 프로그래밍의 내용과 단계는 아래와 같습니다:
부품 도면 분석 -> 가공을 위한 공정 경로 결정 -> 공구 경로 계산 -> 프로그램 작성 -> 프로그램 입력 -> 프로그램 검증 및 시험 절단
NC 프로그램 컴파일 방법에는 수동 프로그래밍과 자동 프로그래밍이 있습니다.
1) 수동 프로그래밍이란 부품 도면 분석, 공정 절차 공식화, 공구 동작 궤적 계산, 부품 가공 프로그램 시트 작성, 제어 매체 준비, 프로그램 확인까지 전체 프로세스를 모두 수동으로 완료하는 프로그래밍 방식을 말합니다. 기하학적 형상이 덜 복잡하고 계산이 간단하며 가공 프로그램이 적은 부품의 경우 수동 작성을 쉽게 구현할 수 있습니다.
수동 프로그래밍은 가공 프로그램 컴파일의 기본이며 NC 공작 기계의 현장 가공 디버깅을 위한 주요 방법이기도 합니다. 공작 기계 작업자가 반드시 숙달해야 하는 기본 기술입니다.
비원형 곡선 및 표 형식 곡선 윤곽이 있는 부품과 같이 복잡한 형상의 부품의 경우 수동 프로그래밍이 지루하고 프로그램 양이 방대하며 오류 가능성이 높고 효율성이 낮으며 수동 프로그래밍으로는 작업이 불가능하므로 자동 프로그래밍을 채택해야 합니다.
2) 자동 프로그래밍이란 NC 공작 기계의 프로그램 작성 작업의 대부분 또는 일부를 컴퓨터가 수행하는 방식을 말합니다. 자동 프로그래밍은 프로그래머의 노동 강도를 줄이고 프로그래밍의 효율성과 품질을 향상시키며 수동 프로그래밍으로는 처리할 수 없는 복잡한 부품의 프로그래밍 문제를 해결합니다.
정보 입력 및 처리 방식에 따라 자동 프로그래밍 방식은 크게 언어 프로그래밍과 그래픽 대화형 프로그래밍으로 나뉩니다.
언어 프로그래밍은 특정 고급 언어를 사용하여 부품의 기하학적 모양과 이송 경로를 정의하고 컴퓨터가 복잡한 기하학적 계산을 완료하거나 기술 데이터베이스를 통해 공구, 고정 장치 및 절삭 수량을 선택하는 방식입니다. 더 유명한 NC 프로그래밍 시스템으로는 APT(자동 프로그래밍 도구)가 있습니다.
언어 프로그래밍은 부품의 기하학적 형상에 대한 직관적인 설명을 제공하지 않으며, NC 공작 기계에서 사용되는 초기 프로그래밍 방법이며 점차 그래픽 대화형 프로그래밍 방법으로 대체되고 있습니다.
그래픽 대화형 프로그래밍은 인간과 컴퓨터의 상호작용을 통해 가공 그래픽 정의와 공정 파라미터 설정이 완료되면 프로그래밍 소프트웨어가 자동으로 처리하여 공구 궤적과 CNC 가공 프로그램을 생성하는 특정 CAD/CAM 소프트웨어를 기반으로 합니다.
그래픽 인터랙티브 프로그래밍은 현재 가장 일반적으로 사용되는 방법으로 마스터캠, UG, Pro/E 및 기타 CNC 프로그래밍 시스템과 같은 일반적인 소프트웨어 시스템이 있습니다.
기존의 기계 가공과 비교했을 때 CNC 가공의 장점은 다음과 같습니다:
CNC 공작 기계로 가공되는 부품의 모양은 주로 가공 프로그램에 따라 달라집니다. 공작물이 변경되면 새로운 프로그램을 다시 프로그래밍하여 부품을 가공할 수 있으므로 특히 단일 부품, 소량 생산 및 프로토타입 테스트에 적합합니다. 또한 CNC 가공의 제어 가능한 움직임으로 일반 공작 기계로는 어렵거나 불가능한 복잡한 표면 가공을 완료할 수 있습니다.
CNC 공작기계는 일반 공작기계보다 정밀도가 높습니다. 가공 과정에서 CNC 공작 기계의 자동 가공 모드는 인적 요인으로 인한 오류를 방지하여 동일한 부품 배치에 대해 우수한 치수 일관성, 높은 정밀도 및 매우 안정적인 가공 품질을 제공합니다.
CNC 공작 기계의 스핀들 속도와 이송 속도의 조정 범위는 일반 공작 기계보다 훨씬 큽니다. 공작 기계의 강성이 높아 많은 양의 절삭이 가능하므로 가공 시간을 효과적으로 절약할 수 있습니다. CNC 공작 기계의 움직이는 부품의 빠른 이동 속도는 포지셔닝 및 비절삭 시간을 단축합니다.
CNC 공작기계는 좌표에 따라 움직이므로 선 긋기와 같은 보조 작업을 절약하고 보조 시간을 단축할 수 있습니다. 공작물은 종종 간단한 위치 지정 및 클램핑 장치에 설치되어 공정 장비의 설계 및 제조 주기가 단축되므로 생산 준비 프로세스가 빨라집니다.
공구 매거진과 자동 공구 교환장치가 있는 CNC 공작 기계에서는 한 번의 클램핑으로 여러 번의 연속 가공 공정을 완료할 수 있어 반제품의 회전 시간을 단축하고 생산 효율성을 더욱 향상시킬 수 있습니다.
노동 강도가 낮습니다. CNC 공작 기계에 의한 부품 가공은 사전 프로그래밍된 프로그램에 따라 자동으로 이루어집니다. 작업자의 주요 업무는 프로그램 편집, 프로그램 입력, 부품 적재 및 하역, 공구 준비, 가공 상태 관찰, 부품 검사 등이며, 반복적인 수작업을 많이 할 필요가 없습니다.
따라서 노동 강도가 현저히 감소하고 공작 기계 작업자의 작업은 지적 작업을 지향하는 경향이 있습니다. 또한 CNC 공작 기계는 일반적으로 밀폐된 방식으로 처리되므로 깨끗하고 안전합니다.
프로그래밍 제어 가공을 통해 품종 변경이 편리합니다. 또한 하나의 기계에서 다중 시퀀스 가공을 통해 생산 공정 관리를 단순화하고 관리 인력을 줄이며 무인 생산을 달성 할 수 있습니다. 가공에 CNC 공작 기계를 사용하면 단일 제품의 작업 시간을 정확하게 계산하고 합리적으로 생산을 조정할 수 있습니다.
CNC 공작 기계는 디지털 정보와 표준 코드 처리를 사용하여 가공을 제어함으로써 생산 공정의 자동화를 위한 조건을 만들고 검사, 작업 설비 및 반제품 간의 정보 전송을 효과적으로 단순화합니다.
복잡한 형상의 부품을 가공하기 위해 필요한 툴링 수를 줄이고 복잡한 툴링이 필요하지 않습니다.
부품의 모양이나 크기를 변경해야 하는 경우 해당 부품의 가공 프로그램을 수정하기만 하면 되므로 신제품 개발 및 수정에 이상적입니다.
가공 품질은 높은 정확도와 반복성으로 일관성이 있어 항공기의 엄격한 가공 요구 사항에 적합합니다.
기존 방식으로는 가공하기 어려운 복잡한 프로파일을 효율적으로 처리할 수 있으며, 가공 중 보이지 않는 부분까지 작업할 수 있습니다.
NC 가공의 단점은 기계 및 장비 비용이 상당히 비싸고 유지보수 담당자가 높은 수준의 전문성을 갖춰야 한다는 점입니다.
CNC 가공은 현재 가장 널리 사용되는 가공 방법입니다.
CNC 가공을 수행할 때 가공 효율성을 향상시키기 위해서는 그 특성뿐만 아니라 공정에 관련된 단계도 이해하는 것이 중요합니다.
CNC 가공에는 어떤 단계가 있나요?
고객이 제공한 가공 도면을 바탕으로 가공 담당자는 형상, 치수 정확도를 분석할 수 있습니다, 표면 거칠기부품의 재질, 블랭크 유형 및 열처리 상태. 이 정보는 공작 기계 및 공구를 선택하고 위치 지정 및 클램핑 장치, 가공 방법, 순서 및 절단 매개변수를 결정하는 데 사용됩니다.
가공 공정을 결정할 때는 사용 중인 CNC 공작 기계의 제어 기능을 고려해야 합니다. 이렇게 하면 공작 기계의 효율을 극대화하고 보다 효율적인 가공 경로를 만들어 공구 이동 시간을 줄이고 가공 시간을 단축할 수 있습니다.
공구 경로 중심의 이동 궤적을 계산하기 위해 가공된 부품의 기하학적 치수와 설정된 프로그래밍 좌표계가 고려됩니다. 이를 통해 모든 공구 위치 데이터가 결정됩니다.
대부분 CNC 시스템 에는 선형 보간 및 원호 보간 기능이 있습니다. 선과 원호로 구성된 비교적 간단한 평면 부품의 처리를 위해 기하학적 요소의 시작점과 끝점, 원호의 중심(또는 반지름), 교차점 또는 접점의 좌표값이 계산됩니다.
NC 시스템에 다음이 없는 경우 도구 보상 기능을 사용하려면 도구 중심에 대한 모션 경로의 좌표 값을 계산해야 합니다.
더 많은 부품의 경우 복잡한 모양비원형 커브 및 서피스로 구성된 경우 실제 커브 또는 서피스는 직선 세그먼트(또는 호 세그먼트)를 사용하여 근사치를 구하고 필요한 가공 정확도에 따라 해당 노드의 좌표 값을 계산해야 합니다.
부품의 공구 경로를 기반으로 공구 이동 데이터와 결정된 공정 파라미터 및 보조 동작이 계산됩니다.
그런 다음 프로그래머는 사용 중인 NC 시스템에 지정된 기능 지침과 프로그램 섹션 형식에 따라 부품 가공 프로그램을 섹션 단위로 작성합니다.
다음 사항을 고려해야 합니다:
CNC 가공 시 이 세 단계를 따르면 가공 프로세스를 보다 효율적으로 수행할 수 있습니다.
CNC 공작 기계의 성능 특성에 따라 CNC 가공의 적용 범위가 결정됩니다. CNC 가공의 경우, 물체는 적합성에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.
1) 가장 적합한 카테고리:
가공 정밀도가 높고 모양과 구조가 복잡한 부품, 특히 곡선 및 표면 윤곽이 복잡한 부품이나 비개방형 캐비티가 있는 부품. 이러한 부품은 일반 공작기계로는 가공 및 검사가 어렵고 가공 품질을 보장하기 어려우며, 한 번의 클램핑으로 여러 번의 작업을 완료해야 하는 부품입니다.
2) 더 적합한 카테고리:
폐기할 수 없는 블랭크를 구하기 어려운 고가의 부품. 이러한 부품은 일반 공작 기계로 가공할 경우 불량품이나 폐기 부품이 되기 쉽습니다.
신뢰성을 위해 CNC 공작 기계로 가공하는 경우, 일반 공작 기계로 가공할 때 효율이 낮고 노동 강도가 높으며 품질 관리가 어려운 부품, 모델 변경 및 성능 테스트에 사용되는 부품(우수한 치수 일관성이 필요), 다품종, 다사양, 단품 및 소량 생산 부품에 선택할 수 있습니다.
3) 부적합한 카테고리:
전적으로 수동 포지셔닝에 의존하는 부품, CNC 공작 기계에 부품 위치 좌표를 자동으로 확인하고 조정할 수 있는 온라인 검사 시스템이 없는 경우 가공 공차가 매우 불안정한 부품, 특정 공정 장비를 사용하거나 템플릿 및 샘플 부품에 의존하여 가공해야 하는 부품, 대량으로 생산해야 하는 부품 등이 이에 해당합니다.
CNC 공작 기계 성능의 향상, 기능의 완벽 함, 비용 절감, CNC 가공 도구 및 보조 도구의 지속적인 성능 향상, CNC 가공 기술의 지속적인 개선으로 대규모 생산을위한 높은 자동화, 고정밀 및 집중 작업을 갖춘 CNC 공작 기계의 사용이 점차 증가하고 있습니다.
MachineMFG의 창립자인 저는 10년 넘게 금속 가공 산업에 종사해 왔습니다. 폭넓은 경험을 통해 판금 제조, 기계 가공, 기계 공학 및 금속용 공작 기계 분야의 전문가가 될 수 있었습니다. 저는 이러한 주제에 대해 끊임없이 생각하고, 읽고, 글을 쓰면서 제 분야에서 선두를 유지하기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 저의 지식과 전문성을 귀사의 비즈니스에 자산으로 활용하세요.
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