금형 제작을 위한 5축 CNC 밀 선택 방법

과거에는 5축 CNC 밀이 항공 우주 및 발전 제조업체 영역에서 제작 및 판매되었습니다. 그러나 최근 몇 년 동안 금형 제조업체에서 5축 머시닝 센터의 채택이 증가했습니다. 그렇다면 금형 제작을 위한 5축 CNC 밀을 구매할 때 무엇을 찾아야 할까요?

5축 CNC 장점

금형 제작을 위해 5축 가공을 구현하면 많은 이점이 있으며 그 중 몇 가지는 다음과 같습니다.

더 적은 수의 설정 사용

5축 가공을 사용하면 기계, 스핀들 및 툴링을 수용하기 위해 여러 설정이 아닌 하나의 설정으로 복잡한 형상을 밀링할 수 있습니다. 이렇게 하면 특히 복합 각도에 있는 구멍이나 피처의 경우 피처 간의 허용 오차가 강화됩니다.

이것은 또한 전체 설정 시간을 줄일 수 있습니다. 장비의 빠른 방향 전환은 몇 초 밖에 걸리지 않지만 설정 전환은 복잡성과 부품 요구 사항에 따라 몇 시간 정도 소요될 수 있습니다. 5축 기계를 사용하면 귀중한 시간을 절약하고 작업 시간을 단축하고 더 많은 비즈니스를 얻을 수 있습니다.

짧은 커터로 마무리

전체 5축 기능은 부품 주위로 공구 축을 기울일 수 있으므로 커터가 더 짧고 L/D(길이 대 직경) 비율이 더 작아집니다. 이는 공구 진동 및 편향을 줄여 우수한 표면 조도를 제공하는 데 도움이 됩니다.

더 깊은 영역 밀링

Z축에서 직선으로 접근하기 어려운 부품의 깊은 영역은 종종 공구 축을 회전하고 3+2를 수행하여 밀링할 수 있습니다. 또는 동시 5축 작동.

시간과 비용 절약

짧은 커터를 사용하면 처짐 및 진동 감소로 인해 이송 속도가 빨라지는 경우가 많습니다. 깊은 영역과 리브의 5축 CNC 밀링은 느린 EDM 작업의 필요성을 줄여 배송 시간을 단축할 수 있습니다. 함께 금형 제작에 소요되는 시간과 비용을 절약할 수 있습니다.

전반적으로 5축 가공을 통해 짧은 시간에 주요 기능 전반에 걸쳐 더 엄격한 공차로 우수한 부품을 제공할 수 있으므로 비즈니스 경쟁력을 유지할 수 있습니다.

3+2 대 동시 5축

5축 가공을 논할 때는 3+2축과 동시 5축 가공의 차이를 구분하는 것이 중요합니다. 일반적으로 5축 CNC 밀에는 X, Y 및 Z의 세 가지 선형 축이 있습니다. 또한 A&B, A&C 또는 B&C의 두 회전 축도 있습니다. 회전 축은 선형 축에 해당합니다. 예를 들어 회전 A축은 선형 X축을 중심으로 회전합니다. B축은 Y를 중심으로 회전하고 C축은 Z를 중심으로 회전합니다. 금형 제작에 사용되는 대부분의 5축 밀은 구성에서 A&C 또는 B&C입니다.

3+2 축 가공

기계는 두 개의 회전 축을 사용하여 제자리로 회전한 다음 기존의 3축 절단을 수행합니다. 먼저 회전한 다음 절단하지만 동시에는 회전하지 않습니다. 이것을 임시 작업 평면에 대한 도구 벡터를 설정하고 거기에서 3축 절단을 수행하는 것으로 생각하십시오. 작업장을 설정하기 때문에 드릴링과 같은 기존 고정 사이클은 일반적으로 3+2축 가공 중에 사용할 수 있습니다.

3+2축 가공은 프로그래밍이 간단하다는 장점이 있습니다. Fusion 360을 사용하면 3+2 작업을 특히 쉽게 수행할 수 있습니다. 모든 밀링 작업에는 빠른 지오메트리 선택, 그래픽 핸들을 사용하거나 현재 보기에 정렬하여 도구 방향을 변경할 수 있는 체크박스가 있습니다. 이 간소화된 프로그래밍 접근 방식을 통해 장비를 최대한 쉽게 활용할 수 있습니다.

5축 동시 가공

이 모드에서는 회전 축을 선형 축과 동시에 사용할 수 있습니다. 즉, 5개의 축을 모두 동시에 사용할 수 있습니다. 동시에 회전 및 밀링. 지속적인 동작은 도구가 부품과 계속 접촉하고 있고 혼합할 후퇴 또는 영역이 더 적을 수 있음을 의미합니다.

또한 Fusion 360은 5축 동시 작업을 제공하여 복잡한 부품의 용량을 늘리고 기계를 최대한 활용할 수 있습니다.

대부분의 5축 기계는 실제로 금형 시간의 약 80%(또는 그 이상!)에서 3+2축 밀링을 수행한다는 점에 유의해야 합니다. 만들기. 동시 가공은 일반적으로 3+2로 절단되지 않는 특정 고유 응용 분야를 위해 예약되어 있습니다.

기본 밀 차이점

5축 CNC 밀 디자인에는 다양한 스타일이 있습니다. 이 기사에서는 두 가지 주요 그룹으로 단순화합니다. 회전 테이블 또는 회전 헤드.

회전 테이블 설계는 일반적으로 C축 이동으로 회전하는 테이블에 부품을 장착하는 것입니다. 트러니언의 경우처럼 테이블이 다른 회전을 하거나 스핀들이 하나의 회전축을 가지고 있어 5축 기계를 완성합니다.

회전 헤드 디자인은 일반적으로 스핀들이 장착되는 일부 너클을 사용합니다. 너클은 일반적으로 두 개의 회전 축(일반적으로 A&C 또는 때때로 B&C)을 허용하지만 덜 일반적으로 B&C를 허용합니다.

회전 테이블 디자인의 장점은 다음과 같습니다.

• 회전 헤드 디자인보다 높은 강성
• 회전 헤드 디자인보다 더 빠른 속도와 성능

회전 헤드 디자인의 장점은 다음과 같습니다.

• 회전 테이블 디자인보다 더 큰 작업 범위와 무거운 부품
• 회전 테이블 디자인보다 고정 장치 및 여러 부품으로 더 다양한 기능

사용하기로 결정한 구성에 관계없이 Fusion 360은 프로그래밍을 간단하게 유지하기 위해 동일한 방식으로 각각을 프로그래밍합니다. 우리는 빠르고 완벽하게 사용자 정의 가능한 포스트 프로세서 라이브러리도 제공하므로 G 코드를 필요에 맞게 조정하고 부품을 올바르게 처리할 수 있습니다.

작업 영역 크기

5축 CNC 밀을 구입할 때 가장 큰 고려 사항 중 하나는 작업 영역의 크기입니다. 한 가지 흔한 실수는 처음에 너무 작은 공장을 구매하는 것입니다.

3축 가공과 마찬가지로 캐비티 가공에서도 기계의 Z 이동이 중요합니다. 부품에 맞도록 충분한 Z-트래블이 필요하고 부품에서 후퇴하려면 긴 도구가 필요합니다. 공구 후퇴를 위한 5축 기계의 추가 여유 공간은 부품 전체에 필요합니다.

쇼핑을 할 때 5축 기계를 고려할 때 기계에서 사용할 가장 큰 부분을 고려하고 가장 긴 도구를 모든 치수에 추가하십시오. 부분 주변. 이렇게 하면 충분한 여유 공간이 있는 분쇄기를 구입하는 데 도움이 됩니다.

축 제한

5축 밀을 고려할 때 회전축에 대한 제한을 고려하십시오. 회전 제한은 5축에서 밀링할 수 있는 부품의 양을 제한합니다. 백드래프트 조건으로 부품을 밀링해야 하는 경우 5축 CNC 밀링이 이를 수행하기에 충분한 회전 기능이 있는지 확인하십시오.

또한 일반적인 5축 밀을 사용하는 경우 C축에 한계가 있는지 확인하십시오. 무제한 C축을 사용하면 밀링하는 동안 부품을 계속 회전할 수 있습니다. 소다병과 같은 물체를 생각해 보십시오. 연속 C축을 사용하면 위에서 아래로, 백드래프트 영역 등을 밀링하면서 병을 계속 회전할 수 있습니다.

C축 회전이 제한된 기계는 강제로 부품에서 멀어지고 축을 풀고 부품에 다시 접근하고 밀링을 계속합니다. . 이러한 언와인드 동작은 제한 때문에 공중에서 동작으로 귀중한 밀링 시간을 낭비할 수 있습니다.

컨트롤러

밀링 머신 컨트롤러가 없으면 값비싼 금속 덩어리만 있으면 됩니다. 그 작업은 선형 및 회전 축의 인코더에서 데이터를 가져와 모터가 다음에 수행할 작업을 제어하는 ​​것입니다.

동시 5축에서 컨트롤러는 X, Y 및 Z 선형 움직임을 정확하게 동기화해야 할 뿐만 아니라 회전 축도. 구성 요소가 회전 중심에서 더 멀리 이동할 때 속도가 증가하면 이는 더 어렵습니다.

모든 5축 컨트롤러가 동일하게 생성되는 것은 아닙니다. 일부는 다른 것보다 동기화를 더 잘 수행합니다. 일부는 동시 5축을 수행할 때 밀링 프로세스를 느리게 합니다. 5축 CNC 밀을 구입할 때는 동시 5축 모드에서 사용할 수 있는 실제 속도를 확인하는 것이 중요합니다.

5축 CNC 밀을 구입할 때 고려해야 할 또 다른 사항은 컨트롤러가 3+2축 가공을 위해 작업장을 얼마나 잘 설정하느냐는 것입니다. 모든 고정된 사이클을 어떤 경사에서도 사용할 수 있습니까? 씬을 관리하기 위해 후처리 출력에서 ​​무엇이 필요합니까?

또 다른 고려 사항은 컨트롤러에 RTCP, 회전 도구 중심점을 설정하는 방법이 있는지 여부입니다. 여기서 컨트롤러는 회전 중심을 기준으로 부품의 원점을 알고 프로그래밍된 부품에 필요한 이동을 정확하게 계산할 수 있습니다. 일부 형태의 RTCP(때때로 TCPM이라고도 함)는 일반적으로 동시 5축을 사용하여 금형 부품을 완성합니다.

도구 고정

고성능 스핀들 및 툴링을 사용할 때 툴 홀더 시스템은 전체 강성에 긍정적 또는 부정적 영향을 미칠 수 있습니다. 일부 공구 홀더 클램핑 시스템은 내부 압력으로 홀더 외부에서 클램핑합니다. 다른 시스템은 바깥쪽 힘으로 홀더 내부에서 고정됩니다. 안쪽에서 바깥쪽으로 힘을 가하는 후자의 시스템은 고속 스핀들의 회전 구심력의 도움을 받습니다.

선형 방법

대부분의 CNC 밀링 머신은 마찰을 줄이고 움직임을 제어하기 위해 볼 베어링이 포함된 볼 나사를 사용합니다. CNC 기계의 최근 개발은 모터와 볼 스크류를 리니어 모터로 교체하는 것입니다. 선형 모터가 장착된 기계의 비용은 일반적으로 더 높습니다. 그러나 평균적으로 더 높은 가속 수준, 더 높은 정밀도 및 더 부드러운 작동을 제공할 수 있습니다.

이러한 이점은 중간 수준의 5축 CNC 밀과 비교된다는 점에 유의해야 합니다. 보다 견고한 엔코더, 스케일, 나사 및 모터를 갖춘 고급형 5축 밀링 머신은 리니어 모터와 동일한 속도와 정밀도를 제공합니다.

CAD 파일

5축 가공을 수행할 때 CNC 프로그램을 밀링에서 실행하기 전에 시뮬레이션하고 검증해야 합니다. 부품이나 헤드를 회전하기 시작하면 기계와 부품이 충돌할 가능성이 높아집니다.

정확한 시뮬레이션은 5축 CNC 밀의 정확한 3D CAD 데이터에서 시작됩니다. 기계의 정확한 표현이 없으면 시뮬레이션은 기껏해야 추정에 불과합니다. 여기에는 스핀들, 테이블 및 회전을 만드는 모든 부품이 스타일에 관계없이 포함됩니다.

일부 기계 공급업체는 밀링의 CAD 파일을 제공하고 일부는 비용을 청구하고 일부는 전혀 제공하지 않습니다. CAD 파일을 제공, 구매 또는 직접 설계하든 간에 3D 데이터가 정확한지 확인하려면 실제 기계 치수와 비교해야 합니다.

금형 제작에 5축 밀링을 추가하면 많은 이점이 있으며 마감 처리를 개선하고 배송 시간을 단축하며 EDM 작업의 필요성을 줄일 수 있습니다.

5축 CNC 밀을 고려할 때 필요하다고 생각하는 것보다 한 치수 크게 고려하십시오. 동시 5축 가공을 위한 RTCP 기능을 확인합니다. 3+2 축 가공을 위해 다른 임시 작업 평면을 사용하는 단순성을 확인하십시오. 더 빠른 속도, 정확성 및 마감 품질을 위해 더 높은 품질과 더 견고한 구성 요소를 고려하십시오.

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