CNC 기계
산업 제조
부품을 선삭해야 합니까, 아니면 밀링해야 합니까? 3축 가공으로 충분합니까, 아니면 프로젝트에 5축이 필요합니까? 좋습니다. CNC 가공 프로세스를 잘못 선택하면 비용이 많이 드는 지연, 공차 또는 초과 지출이 발생할 수 있습니다. 이 CNC 가공 프로세스 비교에서는 명확하고 실용적인 방식으로 간결한 개요와 함께 각 주요 방법을 설명합니다.
이는 비용 효율적이고 프로젝트 세부 사항에 맞는 결정을 내리는 데 도움이 되기를 바랍니다. 그럼 본격적으로 살펴보겠습니다!
"CNC 가공 공정은 특정 부품을 형성하기 위해 부품에서 재료를 제거하는 일련의 제조 공정을 의미합니다."
이러한 각 프로세스는 컴퓨터의 도움으로 관리되며, 이는 도구를 매우 정밀하게 이동하는 데 도움이 됩니다. 이것이 CNC가 Computer Numerical Control(컴퓨터 수치 제어)을 의미하는 이유입니다. 3D 프린팅과 달리 절삭 가공 방식은 처음에 필요한 것보다 더 많은 재료가 사용되고, 원하는 모양을 만들기 위해 초과분을 점차적으로 제거하는 방식입니다.
이 방법은 탁월한 정확성과 일관성으로 인해 특히 제조와 같은 산업에서 널리 사용됩니다.
이것은 수많은 설계 및 엔지니어링 전문가들의 마음 속에 떠오르는 질문입니다. 대답은 매우 간단합니다. 모든 구성 요소가 다릅니다. 일부에는 구멍과 곡선이 있을 수 있고 다른 일부에는 매끄러운 마감이나 날카로운 모서리가 필요할 수 있습니다. 따라서 모든 모양, 크기, 재료에 사용할 수 있는 단일 접근 방식은 없습니다.
이러한 모든 요구 사항을 해결하기 위해 다양한 프로세스가 등장했습니다. 각각은 금속 블록 절단, 원통 성형, 표면 마감 등 특정 작업을 수행합니다.
이 블로그에서는 프로세스에 대해 더 나은 관점을 가질 수 있도록 다양한 유형의 프로세스에 대해 설명합니다. 먼저 각각에 대해 간단히 살펴보겠습니다.
CNC 밀링을 사용하면 절삭 공구가 회전하는 동안 공작물은 고정된 상태로 유지되며 마치 레이어를 벗겨내는 것처럼 재료를 추출합니다. 이 접근 방식은 평평한 표면, 슬롯 또는 포켓이 있는 구성 요소에 가장 적합합니다.
이 프로세스는 구멍, 각도 및 복잡한 3차원 모양이 필요한 설계 및 기타 엔지니어링 구성 요소에 자주 사용됩니다. CNC 밀링은 금속과 플라스틱을 가공하는 정확하고 유연한 공정입니다.
CNC 터닝은 약간 다르게 작동합니다. 이 경우 공구가 정지된 상태에서 공작물은 회전 가능합니다. 공구는 공작물의 표면을 따라 절단 작업에 참여합니다.
따라서 이는 막대, 파이프, 샤프트와 같은 원형 또는 원통형 부품을 생산하는 데 이상적입니다. 일반적으로 선삭은 밀링보다 더 일반적이며 부품이 중심선을 기준으로 대칭이 필요할 때 특히 유용하며 밀링보다 속도가 상당히 빠릅니다.
구멍을 추가하는 데는 여러 가지 옵션이 있습니다. 스피닝 드릴 비트는 일반적으로 최악의 가장 기본적인 CNC 드릴링을 수행합니다. 정확성을 높이고 표면 마감을 개선하기 위해 구멍을 뚫고 넓힐 수도 있습니다.
보링은 구멍의 위치를 개선하면서 구멍의 크기를 늘리고, 리밍은 특정 크기와 매우 매끄러운 표면으로 최종 마무리를 제공합니다. 좋습니다. 부품의 전체 효율성을 높이기 위해 이러한 프로세스를 조합하여 수행하는 경우가 많습니다.
위에서 언급한 가장 일반적인 것 외에도 주의를 기울여야 할 다른 범주의 CNC 제조 공정이 있습니다.
이러한 기술은 기존 도구의 능력을 뛰어넘는 복잡한 세부 사항이나 고품질 마감이 필요할 때 반드시 필요합니다.
각 방법에는 CNC 가공에서 수행되는 특정 기능이 있습니다. 일부 방법은 평평한 모양에 더 적합하고 다른 방법은 둥근 모양이나 복잡한 세부 사항에 더 적합합니다. 이것이 바로 프로젝트를 준비하는 데 이러한 다양한 유형의 CNC 가공 프로세스를 아는 것이 중요한 이유입니다. 작업에 적합한 도구를 선택할 수 있어 실수를 방지하는 데 도움이 됩니다.
알았어! 이제 이 섹션에서는 CNC 가공 프로세스의 차이점, 원리, 장단점, 응용 프로그램 등을 분석합니다. 연결을 유지하세요!
CNC 라우팅과 밀링? 지금 알아 봅시다! CNC 밀링과 CNC 터닝은 CNC 내 절삭 가공의 두 가지 주요 프로세스입니다. 두 공정 모두 견고한 공작물에서 재료를 제거하지만 이동 메커니즘은 다릅니다. 밀링은 회전하는 도구와 고정된 공작물을 활용하고, 터닝은 고정된 도구에 대해 공작물을 회전시킵니다.
핵심 차이점
두 가지 프로세스 중 어느 프로세스에서 도구가 회전합니까, 아니면 부품이 회전합니까? 이것이 주요 차이점입니다.
적합한 부품
작동 방식
CNC 밀링에서는 회전 절삭 공구가 X, Y, Z축을 따라 고정된 공작물을 이동하여 재료를 제거하고 복잡한 윤곽을 형성합니다.
CNC 터닝에서는 공작물이 척에 고정되고 높은 회전 속도로 회전됩니다. 정적 도구가 표면을 따라 이동하여 원통형 형상을 형성합니다.
+ 고급 정밀 기능: 밀링 머신은 높은 정밀도가 요구되는 복잡하고 다면적인 부품을 다룰 때 가장 좋은 옵션 중 하나입니다.
+ 다양한 소재 기능: 강철, 티타늄, 알루미늄, 심지어 엔지니어링 플라스틱과 같은 까다로운 재료로 작업할 수 있습니다.
+ 다기능 기능: 드릴링, 슬로팅, 윤곽 가공, 표면 마무리 등 다양한 작업을 단일 설정으로 수행합니다.
– 둥근 부품의 시간 비효율성: 이는 시간과 자원 효율성이 낮기 때문에 회전형 또는 원통형 구성요소에 대한 좋은 접근 방식이 아닙니다.
– 도구 마모 가속화: 특히 단단한 금속을 다축 절단할 때 표면 접촉이 증가하여 장비가 더 빨리 마모될 수 있습니다.
– 높은 초기 준비: 고급 부품을 위해서는 상세한 CAM 프로그래밍 및 설정이 필요합니다.
+ 원형 구성요소에 빠르고 효과적인 경우: 샤프트, 로드, 부싱 등 대칭 구성요소를 빠르고 정확하게 생성하는 데 효과적입니다.
+ 운영 비용 절감: 터닝 센터는 원통형 부품의 대량 생산에 더 저렴하고 빠릅니다.
– 원통형 표면 제한: 평면, 각진 또는 기타 복잡한 모양에는 효과적이지 않습니다.
– 제한된 도구 사용: 툴링은 밀링에 비해 종류와 옵션이 적습니다.
– 제한된 도구 액세스: 표준 선반 도구에는 특정 형상에 도달하는 기능이 부족할 수 있습니다.
3축 가공과 5축 가공은 모두 CNC 밀링의 유형이지만 공구와 공작물의 회전이 다릅니다.
3축 가공에서 공구는 공작물이 고정된 상태에서 X, Y, Z의 3개 선형 축으로 이동합니다. 5축 가공에서는 도구나 테이블이 기울어지거나 회전할 수 있어 추가로 2도의 이동이 가능하므로 총 5도의 이동이 가능합니다.
3축 가공에서 공구는 수직이고 선형 방향으로만 이동하며 이는 회전을 통해서만 가능합니다. 공작물은 움직이지 않습니다. 이는 재배치 없이 제작할 수 있는 형상의 양이 제한되어 있음을 의미합니다.
5축 가공의 경우 공구나 작업 테이블이 기울어지거나 회전할 수 있으므로 거의 모든 각도에서 공작물에 접근할 수 있습니다. 이렇게 하면 설치 횟수가 최소화되고 접근하기 어려운 표면에 접근하는 데 도움이 됩니다.
+ 유지관리 비용 절감: 5축 기계는 설정 및 유지 관리 비용이 더 많이 듭니다.
+ 기본 부품에 효과적: 드릴링, 포켓팅 또는 페이싱과 같은 평면 작업을 잘 수행합니다.
+ 더욱 향상된 접근성: 심플한 디자인으로 인해 소규모 CNC 작업장이나 기타 작업장에서 흔히 볼 수 있습니다.
이미지그림 5. 3축 CNC 가공
– 시간 및 오류 부정확성 증가: 부품을 재배치해야 하므로 여러 설정으로 인해 시간과 오류가 발생할 가능성이 높아집니다.
– 낮은 정밀도: 수동 재배치로 인한 생산 속도 저하 및 도구 교체 증가로 인해 복잡한 작업의 정밀도가 낮아질 가능성이 높습니다.
– 깊은 구멍에는 비효율적: 기계에 더 긴 도구가 필요하고 진동이 증가하므로 정밀도가 낮아질 가능성이 더 높습니다.
+ 설정 횟수 감소: 공작물이 고정되는 대신 지속적으로 재배치되므로 가공 시간이 단축될 가능성이 더 높습니다.
+ 향상된 마모 감소: 성능이 저하된 도구는 최적의 각도에 덜 민감하므로 도구의 남은 사용 수명이 향상됩니다.
+ 더 나은 표면 마감: 윤곽이 있는 표면을 더욱 부드럽게 마감할 수 있습니다.
– 높은 초기 투자: 고가의 기계, 고급 소프트웨어, 숙련된 인력, 정교한 하드웨어가 필요합니다.
– 복잡한 프로그래밍: 충돌과 제품 손상을 방지하려면 숙련된 CAM 설계자와 고급 시뮬레이션이 필요합니다.
– 항상 필요한 것은 아닙니다: 3축 가공으로 수행할 수 있는 간단한 부품으로는 이 설정의 비용과 복잡성이 정당화되지 않습니다.
5축 가공:적합한 응용분야
CNC 밀링과 CNC 라우팅은 모두 회전 도구를 사용하여 재료를 절단하고 제거하는 프로세스입니다. 두 가지가 공통 기반을 공유하지만 이를 수행하는 기계는 주로 작업하는 재료, 필요한 정밀도 및 사용 사례로 인해 크게 다릅니다.
CNC 밀링 머신은 3개 이상의 선형 방향으로 전진할 수 있는 절삭 공구를 고정하는 견고한 본체와 함께 작동합니다. 이를 통해 단단한 재료를 높은 정확도로 성형할 수 있습니다.
CNC 라우터는 더 민첩한 기계를 사용하기 때문에 CNC 밀링 머신보다 빠르게 작동합니다. 이 기계는 커터를 높은 rpm으로 회전시켜 목재나 폼과 같은 부드러운 재료를 빠르게 절단합니다.
+ 충격 저항 증가: CNC 밀링 머신은 견고한 몸체를 사용합니다. 이를 통해 진동 충격을 더 잘 흡수할 수 있습니다. 따라서 CNC 밀링 기계는 단단한 재료를 작업할 때 더 나은 정확성과 신뢰성을 제공합니다.
+ 재료 가공의 다양성: 금속 및 합금(강철, 알루미늄), 엔지니어링 플라스틱, 부드러운 엔지니어링 플라스틱 등의 단단한 재료를 가공할 수 있습니다.
+ 강력한 프로세스를 지원하는 능력 :포켓팅, 드릴링, 컨투어링 등 복잡한 공정을 단일 설정으로 수행할 수 있습니다.
– 속도 감소: 단단한 재료와 그와 관련된 정밀도로 인해 다른 기술에 비해 CNC 밀링에 필요한 시간이 늘어납니다.
– 비용 증가: CNC 가공 공정을 비교하면 밀링 머신의 유지 관리 및 구매 비용이 라우터보다 높습니다.
+ 높은 절단 속도: CNC 라우팅은 신속하게 처리할 수 있는 목재, 플라스틱, 폼과 같은 부드러운 소재에 특히 효과적입니다.
+ 낮은 기계 비용: CNC 라우터는 일반적으로 가격이 더 저렴하므로 신규 또는 소규모 작업장 및 기업에서 쉽게 구입할 수 있습니다.
+ 간략한 설정: 프로젝트 설치, 재배치 등 소규모 작업의 설치 및 운영이 더욱 쉬워졌습니다.
– 덜 정확함: CNC 라우터는 프레임이 가볍기 때문에 정밀도가 떨어지므로 복잡하거나 정밀한 부품에 적합하지 않습니다.
– 더 많은 진동: 이는 깊거나 조밀하게 절단할 때 특히 두드러집니다.
– 더 짧아진 공구 수명: 스핀들 속도가 빠르고 재료가 단단한 경우 공구 마모가 더욱 두드러져 공구 수명이 단축됩니다.
드릴링: 드릴 비트를 사용하여 고체 재료에 구멍을 만드는 것을 드릴링이라고 합니다. 이는 구멍 만들기 과정의 초기 단계입니다.
지루함: 자, 이제 CNC 드릴링과 보링에 대해 논의해 보겠습니다. 보링은 원통형 정밀도를 향상시키는 단일 지점 절단 도구를 사용하여 구멍을 확대하는 프로세스입니다.
리밍: 이제 CNC 드릴링과 리밍을 생각하게 될 것입니다. 좋습니다. 리밍이 공정의 마지막 단계입니다. 미리 뚫었거나 천공한 구멍을 매끄럽고 확대하여 특정 치수와 매끄러운 표면을 제공합니다.
드릴링으로 초기 구멍이 만들어지고, 보링으로 구멍이 정렬 및 확장되고, 리밍으로 구멍이 필요한 정확한 치수와 표면 마감에 맞게 다듬어집니다.
+ 빠르고 비용 효율적입니다
+ 드릴링은 모든 재료에 유연하게 적용됩니다
+ 이전 작업에 적합
– 구멍 직경의 정밀도가 중요한 경우에는 사용할 수 없습니다.
– 내부 벽이 거칠 수 있습니다.
– 구부러지거나 구부러진 표면으로 인해 드릴 비트가 구부러질 수 있습니다.
+ 불규칙성과 정렬 불량을 처리합니다.
+ 회전축에 구멍이 더 잘 정렬됩니다.
+ 동일한 도구 본체를 사용하면서 다양한 크기의 구멍을 생성할 수 있습니다.
+ 드릴 구멍의 결함을 수정하는 데 탁월합니다.
– 무(無)에서 구멍이 생길 수는 없다
– 완료 시간은 드릴링보다 깁니다.
– 고속 설정에서는 수행할 수 없습니다.
-
+ 생성된 표면은 거울이 있는 안쪽 구멍 표면일 수 있습니다.
+ 미크론 단위의 정밀도로 구멍 크기를 엄격하게 제어합니다.
+ 정확한 구멍 요구 사항을 충족하는 대량 작업에 가장 적합합니다.
– 구멍이 없으면 작동이 불가능합니다.
– 잘못된 정렬에 민감합니다.
– 설정된 직경에 대한 단일 도구 제한.
CNC 가공 공정을 선택하기 전에 부품의 정확한 제조 요구 사항을 이해하는 것이 중요합니다. 이 간단한 순서도는 간단한 단계로 CNC 가공 프로세스를 선택하는 방법을 설명합니다.
개요를 검토하는 것이 좋은 시작입니다. 대부분 원통형인 부품의 경우 CNC 터닝이 적합합니다. 카운터나 포켓이 있는 복잡한 프리즘형 부품은 CNC 밀링을 사용하여 처리하는 것이 가장 좋습니다. 원통형 구멍의 경우 직경과 마감에 따라 드릴링, 보링 또는 리밍을 수행할 수 있습니다.
플라스틱이나 목재와 같은 부드러운 재료는 CNC 라우팅을 사용하여 가장 잘 관리됩니다. 대조적으로, 초경금속은 밀링되거나 연마되는 것이 가장 좋습니다. 더욱이, 연삭은 경화된 강철과 매우 매끄러운 표면에 가장 적합합니다.
설계에 항공우주 또는 의료 부품과 같이 꼭 맞는 엄격한 공차가 포함되어 있는 경우 밀링 또는 연삭을 통해 이러한 문제를 해결하는 것이 가장 좋습니다. 일반적인 정밀도를 위해서는 터닝과 라우팅으로도 충분합니다.
전체 생산량 측면에서 터닝 및 밀링 공정은 자동으로 수행될 때 매우 효율적입니다. 단일 사본이나 프로토타입에 필요한 부품은 수동 가공 또는 라우팅을 통해 신속하게 생산할 수 있습니다. 이는 자료 유형에 따라 다릅니다.
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