CNC 가공이 알려진 한 가지가 있다면 그것은 정확도와 정밀도입니다. 그러나 다른 공정과 마찬가지로 생산되는 부품의 치수에도 변동이 있을 수 있습니다. 사용된 소재, 스핀들 정렬, 툴링 정확도, 공작물 고정 강성, 냉각수 사용, 형상 복잡성 등이 가공 시 치수 정확도에 상당한 영향을 미칩니다.
생산되는 치수의 변동성을 수용하여 엔지니어와 설계자는 설계 과정에서 부품에 대한 특정 CNC 가공 공차를 설정하여 최종 제품의 기능성과 품질 손상을 방지합니다. 가공 공차, 왜 필요한지, 정밀하고 정확한 CNC 부품을 달성하는 방법에 대해 더 알아보세요.
CNC 가공 공차는 부품이 허용 가능한지 스크랩으로 간주되는지 식별하기 위해 설정된 한계입니다. 기본적으로 이는 부품을 가공할 때 얼마나 많은 오차 여유가 있는지 관점을 제공합니다. 왜 이것이 그렇게 중요할까요?
물론 비즈니스의 본질은 필요한 부품 품질을 유지하면서 비용을 가능한 한 최소화하는 것입니다. 일반적으로 공차를 더 엄격하게 설정할수록 비용이 더 많이 듭니다. 매우 엄격한 가공 공차를 가진 부품은 연삭이나 초정삭과 같은 추가 공정을 요구합니다. 덜 엄격한 공차의 경우 기본 가공 공정만으로 부품을 마감할 수 있습니다. 공차는 비용과 무슨 관련이 있을까요?
공차를 정의하면 부품 가공 비용 초과를 방지할 수 있습니다. 부품의 중요한 영역만 엄격한 공차로 표시됩니다. 이는 어떤 특징이 중요하고 중요하지 않은지 설정하여 생산되는 구성 요소의 비용을 절감합니다.
가공을 통해 제조되는 대부분의 부품은 어떤 식으로든 조립 또는 기타 목적을 위해 다른 가공 구성 요소와 인터페이스합니다. 호환성은 대량 생산 부품 제작에 매우 중요합니다. 이는 구성 요소가 동일한 유형의 모든 조립에 맞도록 허용합니다. 가장 간단한 예는 맞물리는 부품입니다. 축은 제어되어 어떤 치수 변동이 주어져도 맞물리는 부품에 여전히 맞아야 합니다. 슬리브도 마찬가지입니다.
가공을 통해 제조되는 대부분의 부품은 어떤 식으로든 조립 또는 기타 목적을 위해 다른 가공 구성 요소와 인터페이스합니다. 호환성은 대량 생산 부품 제작에 매우 중요합니다. 이는 구성 요소가 동일한 유형의 모든 조립에 맞도록 허용합니다. 가장 간단한 예는 맞물리는 부품입니다. 축은 제어되어 어떤 치수 변동이 주어져도 맞물리는 부품에 여전히 맞아야 합니다. 슬리브도 마찬가지입니다.
위치와 크기가 중요한 많은 고정구 응용에서 공차 범위 내에 있지 않은 변동은 고정구를 결함이 있고 사용할 수 없게 만듭니다.
제조 도면의 공차는 제어되는 특징과 엔지니어의 설계 의도에 따라 다르게 표현됩니다. 아래는 산업에서 사용되는 가장 일반적인 가공 공차 유형입니다:
이 공차 유형은 한 방향 변동만 허용하므로 일방적입니다. 간단한 예로 작업해 보겠습니다. 슬리브의 내경에 맞아야 하는 축이 주어졌습니다. 축 직경은 슬리브의 내경을 초과해서는 안 되므로, 축에 일방 공차를 적용하면 공칭 크기에서 음의 변동만 허용하여 제어합니다(예: 축 직경이 1.000인치인 경우 일방 공차 적용 시: 1.000 +0/-.005인치). 일방 공차는 맞물리는 부품이 있는 구성 요소에 일반적으로 사용됩니다.
일방 공차와 대조적으로 양방 공차는 공칭 크기에서 플러스와 마이너스 변동을 모두 허용합니다. 1.000인치 치수에 양방 공차를 적용하면: 1.000 +/- .005. 이 유형은 조각 부품에 허용된 변동을 균등하게 분배합니다. 양방 공차는 일반적으로 외부 치수를 명시하는 데 사용되지만 이에 국한되지 않습니다.
한계 공차는 최소 치수와 최대 허용 치수의 범위로 표현됩니다. 제조된 부품의 치수는 이 두 값 사이에 있어야 합니다. 제조 도면의 한계 공차는 다음과 같습니다: .995-1.005인치.
이는 나사 크기, 핀 크기, 파이프, 강철 봉 등 산업에서 가장 일반적인 구성 요소에 대해 설정된 표준입니다. 일반 공차는 일반적으로 ASME, AISI, ISO 등 다양한 표준 관리 협회에 의해 규제됩니다. 이러한 공차에 대한 제어와 특정 치수는 일반적으로 표 참조에 나열됩니다.
예시 포함:
● 나사를 거친 나사, 가는 나사, 극세 나사(UNC, UNF, UNEF)로 호출
● 축과 구멍 치수를 H7/g6, G7/h6, H8/g6 같은 끼워맞춤 공차로 호출(간단히: 슬라이드 핏, 인터피어런스 핏, 스너그 핏, 포스 핏, 프리 러닝 핏)
이 공차 유형은 피처 제어 프레임을 사용하여 특정 치수 및 형상 공차를 묘사합니다. 이는 CNC 부품의 특징을 제어하는 더 명확한 묘사를 위한 길을 열며, 평탄도, 직진도, 런아웃, 수직도, 위치 공차 호출을 포함합니다. GD&T는 설계자가 요구하는 CNC 가공 공차를 지정하는 데 매우 유용합니다.
아웃소싱하려는 부품이 있다면 신뢰할 수 있고 확립된 가공 시설을 파트너로 찾아야 합니다. 모든 CNC 가공 서비스 제공업체가 극도로 정밀하고 정확한 부품을 엄격한 공차로 제공할 능력이 있는 것은 아닙니다. 가장 경험이 많고 고급 장비를 갖춘 시설이 이에 유리합니다.
공작물 고정 장치는 CNC 가공 공차 달성에 큰 역할을 합니다. 이들은 가공 중 부품을 제자리에 고정하고 위치에 대한 기준점으로 사용됩니다.
절삭 공구는 공작물의 치수 변동 이유 중 하나입니다. 이는 잘못된 절삭 공구 활용, 공구 처짐, 무딘 절삭 날로 인해 발생할 수 있습니다. 공구 처짐은 보통 깊은 구멍이나 긴 축과 같은 긴 특징에서 발생합니다. 또한 무딘 절삭 공구는 부품을 바람직하지 않은 위치에 놓이게 하고 스핀들의 정확성을 위협합니다.
치수 정확도는 일부 소재에서는 달성하기 어려울 수 있고 일부에서는 쉬울 수 있습니다. 소재가 가공 환경에 노출될 때 다르게 거동한다는 점에 유의하세요.
CNC 기계
CNC 정밀 가공 업계에서 CNC 머시니스트는 ±0.005 같은 사양을 선호합니다. 이는 CNC 정밀 부품 가공에서 엄격한 서비스 요건을 유지하는 기술입니다. 타이트한 공차는 고품질·고성능 부품의 필수 조건입니다. 의료, 항공우주, 군수 산업은 정밀 부품에 크게 의존합니다. 일부 부품은 0.0005인치(사람 머리카락 굵기 수준) 정밀도를 요구하기도 합니다. (가공 공차에 대해 알아야 할 사항) 공차 달성은 어렵지만 불가능하지 않습니다. 이는 머리카락 굵기와 백혈구 크기의 차이와도 같습니다. 완벽한 CNC 가공 부품을 위한 몇 가지
공정 계획은 전체 흐름에서 판단해야 하며, 단일 공정·단일 면만 보고 결정해선 안 됩니다. 예: 위치 결정 기준면은 반정삭·황삭 단계에서 고정밀 가공 필요. 치수 체인 변환 회피 위해 정삭 단계에서 2차 면 반정삭 배열하기도 함. 공정 분할 4대 원칙 1) 사용 공구 기준 분할 동일 공구로 완료되는 공정을 한 공정으로. 가공 면 많을 때 유리, 머시닝 센터 표준 방식 2) 공작물 장착 횟수 기준 분할 한 번 클램핑으로 끝낼 수 있는 공정 묶음. 가공 내용 적고 품질 확보 가능할 때 적용 3) 황삭·정삭 단계 기준 분할 황삭 공
