퓨전 360으로 휠 허브 가공 마스터하기: 실용 가이드

CAM 엔지니어로서 지난 5년간 오토데스크 파워밀(PowerMill)로 대부분의 프로그래밍을 해왔습니다. 하지만 최근 컴포넌트 프로그래밍을 위해 퓨전 360(Fusion 360)으로 전환했고 제 경험을 공유하고 싶습니다. 이 게시물은 퓨전 360의 통합 CAD 및 CAM 기능을 활용해 휠 허브(Wheel Hub)를 가공하는 몇 가지 팁을 드립니다. 가공 영상(누가 금속 칩 날아가는 거 보는 거 안 좋아하겠어요?)을 보고 싶다면 이 링크를 방문하세요.

 

 

설정(Setups)

 

프로그래밍을 시작할 때 어떤 CAM 프로그래머든 항상 가장 먼저 생각하는 것 중 하나는 컴포넌트의 어느 면을 먼저 가공할지입니다. 이 선택은 후속 공정의 작업 고정 정의에도 중요한 영향을 미칩니다. 나중에 이 게시물에서 보게 될 것입니다. 저는 아래 이미지 좌측에 보이는 면을 먼저 가공하기로 했습니다. 주된 이유는 모델에 두 개의 다월 홀(dowel holes)과 네 개의 탭 홀(tapped holes)이 있어 후속 작업에서 부품 위치 결정과 고정에 매우 유용했기 때문입니다. 또한 설정 1에서 대부분의 소재를 가공해 다음 단계에서는 몇 개의 툴패스만 남길 수 있다는 것도 깨달았습니다.

 

 

작업 고정 (Work Holding)

 

첫 번째 설정에서는 랭 바이스(Lang vice)로 빌릿을 고정했습니다. 이 뛰어난 도구는 단 3mm 소재만으로 신뢰할 수 있고 진동 없는 고정을 가능하게 합니다. 이는 처음 정의했던 더 큰 스톡 블록에 비해 약간만 오버사이즈된 빌릿을 주문할 수 있게 해 크기를 크게 줄였습니다. 랭 바이스 사용의 또 다른 큰 이점은 컴포넌트를 제거하고 다시 바이스에 놓을 때 5미크론 공차 내에서 부품 재정렬이 가능하다는 것입니다. 예를 들어 툴패스를 실행하기 전에 여러 빌릿을 정리할 계획이라면 공정을 극도로 신뢰할 수 있고 반복 가능하게 만듭니다.

 

 

설정 2에서 툴패스를 실행할 시점이 되었을 때 고정구를 생각해야 했습니다. 이 경우 6개 홀(다월 홀 2개, 탭 홀 4개)이 있는 플레이트면 완벽하게 작동한다는 것을 깨달아 설계가 쉬웠습니다. 탭 홀은 부품을 고정구에 나사로 고정하는 데 사용되었으며, 고정구의 탭 홀 대응 홀은 카운터보어 처리되었습니다.

 

 

공구 선정 (Tooling)

 

가공할 소재를 이미 지정했다고 가정하면(제 경우 휠 허브를 알루미늄 6082로 가공), 작업에 적합한 공구를 주문하기 전에 가장 먼저 해야 할 일은 부품 지오메트리 분석입니다. 완제품에 존재하는 반경을 포함해서요. 예를 들어 3mm 반경을 포함하는 표면을 8mm 볼 노즈 공구로 가공하면 필연적으로 부품에 너무 많은 소재가 남아 추가 툴패스로 프로그램을 완료해야 합니다.

 

 

 

휠 허브의 경우 지오메트리 분석 후 외부 황삭용 16mm 엔드밀을 주문해 단일 패스로 가공해 가공 시간을 단축했습니다. 부품의 반경을 분석했을 때 최소(오목) 반경이 5mm였습니다. 즉, 직경 8mm 미만의 공구면 원치 않는 잔여 소재 없이 작업을 잘 수행할 수 있습니다. 동시에 이 공구 선택은 결합 각도 증가로 인한 커터 과도 힘을 피하게 해 표면 마감과 공구 수명을 개선했습니다.

 

 

이송과 속도 (Feeds and Speeds)

 

첫 문단에서 언급했듯 설정 1에서 대부분의 소재를 가공했습니다. 이는 설정 2에서 이송과 속도, 스텝오버와 스텝다운 선택 모두에서 꽤 공격적으로 할 수 있음을 의미했습니다. 예를 들어 설정 2 내 메인 캐비티 가공에 10mm 엔드밀을 스핀들 속도 12000rpm, 절삭 이송 5000mm/min으로 밀어붙일 수 있었습니다. 황삭에는 적응형 클리어링(Adaptive Clearing)을 사용했습니다. 이는 공구와 소재 사이 결합 각도를 일정하게 유지해 공구가 일정한 절삭 힘을 받게 합니다. 이는 기존 클리어링 툴패스보다 훨씬 안전하고 빠른 황삭 공정을 가져왔습니다.

 

매끄러운 통합 CAD/CAM 워크플로

 

많은 프로그래머가 간과하는 것 중 하나는 CAD와 CAM 소프트웨어 간 전환에 얼마나 많은 시간을 쓰는지입니다. 부품 모델링 변경이 필요할 때마다 말이죠. 퓨전 360은 모델링과 제조 환경 간 단순하고 매끄러운 워크플로로 큰 도움이 됩니다. 제 경우 공구가 정삭 툴패스 중 컴포넌트에 머무르도록 "속이기" 위해 여러 자유형 표면을 만들어야 했습니다. 아래 예시 이미지에서 볼 수 있습니다.

 

 

퓨전 360에서는 쉽고 고통 없는 작업으로 단 몇 분만 걸렸습니다. 반면 전통적인 방식이면 CAD 패키지로 돌아가 편집하고 컴포넌트를 CAM 패키지로 다시 내보내야 했습니다(변경사항이 나머지 프로그램을 무효화하지 않기를 바라며!). 통합 CAD/CAM 도구는 고정구 설계에도 큰 도움이 됩니다. 모든 것을 같은 환경에서 할 수 있고 후속 수정도 소프트웨어를 중간에 바꿀 필요 없이 수행할 수 있기 때문입니다.

 

이제 퓨전 360으로 휠 허브 가공 방법에 대해 더 배우셨기를 바랍니다. 이 부품은 제조 익스텐션(Manufacturing Extension)에서 사용 가능한 고급 도구 없이 프로그래밍되었습니다(이 주제에 대한 더 많은 정보는 여기에서 확인하세요). 퓨전 360 시도해보고 싶으시다면(누가 안 그렇겠어요?!), 이 링크에서 무료 체험판을 다운로드할 수 있습니다.