고속 CNC 가공이 현대 제조 우수성을 이끄는 방법

고속 CNC 가공이 흔히 사용되는 이유는 무엇인가?

CNC 고속 가공 기술은 가공 품질과 가공 효율을 크게 향상시킬 수 있으며, 현재 기계 제조 산업 발전의 필연적 추세가 되었습니다. 특히 자동차 제조 산업, 항공우주 산업, 금형 산업 및 기타 분야에서 널리 사용되었으며 결과가 상당히 뚜렷합니다. 무엇이 고속 CNC 가공을 흔히 사용되게 만드는지 궁금하실 수 있습니다. 이 기사는 주로 기계 제조에서 CNC 고속 가공 기술의 기술적 적용을 분석하고 논의합니다.

오늘날 CNC 고속 가공 기술은 점차 복합 공작기계를 대체하고 있습니다. 더 높은 효율과 더 강한 기술 기능을 가지고 있으며, 하이테크 기술 배경 하에서 유연한 생산 라인의 주요 가공 장비 중 하나가 되어 기계 제조 생산 공정의 유연성을 더욱 촉진합니다. 동시에 다양한 기계 제품의 개발 주기를 크게 단축시킵니다.

CNC 고속 가공의 4가지 특성

CNC 고속 가공 기술은 고품질, 고효율, 저소비, 선진성의 특성을 가지며 현대 기계 자동화 제조 기술입니다. 제공할 수 있는 이송 속도와 절삭 속도는 전통적인 절삭 기술이 따를 수 없습니다. 동시에 절삭 메커니즘도 질적 변화를 겪었으며 전체 절삭 품질이 지속적이고 안정적인 상승 추세를 보입니다. CNC 고속 가공의 기술적 이점은 주로 다음 네 가지 측면에서 반영됩니다.

• 절삭 속도 증가

CNC 고속 가공 기술은 높은 절삭 속도를 가지며, 이는 전통적인 기존 절삭 속도의 3~8배입니다. 또한 공작기계의 공회전 속도도 향상되어 비절삭 장비의 공행 이동 시간을 줄이고 자동차 금형 등 기계 장비의 가공 효율을 크게 향상시킵니다.

• 고속 정밀 가공

CNC 고속 절삭 기술은 상당한 절삭 속도를 가지므로 절삭력이 평균 약 30% 감소하며, 특히 방사 방향 절삭 힘이 더 크게 감소하여 얇은 벽이나 강성이 나쁜 부품의 기술 가공에 유리합니다. 일반적으로 CNC 고속 가공 기술 시스템의 전체 정밀도는 상대적으로 높으며, 시스템 위치 결정 및 클램핑 정밀도와 공구 반복 위치 결정 정밀도가 양호한 정밀도 유지력을 가지므로 이 시스템의 공구 시스템은 상대적으로 높은 정밀도 요구사항을 가지며, 고속 절삭 중 시스템 전체의 동적 및 정적 안정성을 유지하여 고속 고정밀 가공의 기술적 요구사항을 충족할 수 있습니다.

• 열변형 부품 가공

고속 절삭 기술 실행 중 일반적으로 절삭 열의 95%~98% 이상이 제때 공작물로 전달되지 않고 칩에 의해 제거되므로 공작물은 대부분의 시간 동안 차가운 상태를 유지합니다. 따라서 이 기술은 열변형이 쉬운 부품에 더 효과적입니다. 물론 열변형 오차 문제도 고려해야 하는데, 이는 고속 고정밀 CNC 가공 기술, 특히 공작기계 및 기타 기계 장비의 가공 공정에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 공작기계의 열변형 오차를 제거하기 위해 오차 보상 기술을 선택해야 합니다. 이 기술은 높은 보상 정밀도, 강한 강건성, 우수한 경제적 효과를 가집니다.

• 난삭 소재 가공

티타늄 합금, 니켈 기반 합금 등은 가공이 어렵습니다. 전체 강도, 경도, 내충격성 때문에 가공 중 경화되기 쉬워 높은 절삭 온도를 초래합니다. 장기적으로 공구가 심각한 마모를 겪기 쉽습니다. 고속 절삭 기술을 사용하면 위 문제를 극복하고 기계 제조 생산성을 향상시키며 금형 등 제품의 표면 품질을 최적화할 수 있습니다.

CNC 고속 가공 기술에 맞는 공구는 무엇인가?

CNC 고속 가공 기술은 선진적이고 복잡하며 체계적이며 공작기계, 공구 홀더, 공구, 제어 시스템, CAD/CAM 소프트웨어 등 많은 지표에 더 높은 요구사항을 가집니다.

현재 CNC 고속 가공 기술은 주로 마이크로전자 기술, CNC 기술, 신소재 구조 기초 기술과 결합하여 개발되고 있습니다.

1. 공작기계의 높은 강성

공작기계 시스템의 강성이 높습니다. 밀링 공작기계 공정에서 CNC 고속 절삭 기술을 최대한 활용하기 위해 고속 공급 드라이버를 제공해야 합니다. 드라이버의 급이송 속도는 40m/min, 3D 윤곽 가공 속도도 약 10m/min이어야 합니다. 동시에 밀링 시스템에 0.4m/s 가속도와 0.3m/s 감속도를 제공해야 합니다.

2. 공구 홀더의 엄격한 요구사항

공구 홀더와 스핀들의 강성이 높아야 합니다. 일반적으로 시스템 속도는 10000~50000r/min에 도달해야 합니다. 주로 스핀들을 기반으로 공기를 압축하고 시스템을 냉각하여 공구 홀더와 스핀들 사이의 축방향 간격을 0.00762mm 이내로 제어합니다.

3. CNC 공작기계의 일관성

가공 공정의 신뢰성이 높아야 하며 고품질 공정 모델은 절삭 조건과 공구 수명 간의 관계 통합에 중요합니다. 공작기계의 활용 효율을 효과적으로 개선하고 무인 운전 상태에서도 CNC 고속 절삭 기술이 높은 안전성과 신뢰성을 가지도록 보장할 수 있습니다.

CNC 가공 공구에 대한 요구사항은 무엇인가?

CNC 고속 가공 기술의 공구 홀더와 공구에 대한 기술적 적용은 주로 기하학적 정밀도와 클램핑 반복성에 초점을 맞춥니다. CNC 고속 절삭 과정에서 시스템은 강한 진동과 원심력의 영향을 받아 공구 생크와 공구 가공에 대한 강성과 고속 동적 밸런스 요구사항을 높여 절삭 공구 생크 공구가 높은 품질과 안전성, 신뢰성을 가지도록 보장합니다. 고속 가공 과정에서 공구 선택은 기본 특성인 "고속"을 고려해야 하므로 일반 절삭과는 상당히 다릅니다. 현재 더 일반적인 HSK 고속 공구 홀더는 열팽창 및 냉수축 조임 특성을 가진 고속 공구 홀더로 기계 제조 공정의 CNC 고속 절삭 공정에 매우 적합합니다.

고속 가공 과정에서 공구는 외부 하중을 견뎌야 합니다: 고온, 고압, 마찰, 충격, 진동 등. 공구의 공정 성능과 경제적 성능을 고려해야 하며, 이들은 고속 가공을 달성하는 주요 요소입니다. CNC 고속 절삭 공구의 소재 공정을 선택하는 동안 고속 절삭 방법도 고려해야 합니다.

CNC 고속 가공 사례

CNC 고속 가공 기술은 자동차 기계 제조 산업에서 널리 사용됩니다. 다음은 주로 자동차 패널 금형의 엔진 전면 커버에 대한 CNC 고속 가공 기술의 적용 공정과 자동차 패널 금형 가공의 기본 파라미터를 소개합니다.

자동차 커버 부품의 금형 가공은 일반적으로 큰 치수를 포함하며 3D 프로파일이기 때문에 구조가 상대적으로 복잡하고 높은 가공 정밀도와 많은 절삭량이 필요하므로 CNC 고속 가공 기술을 사용할 수 있습니다. 자동차 엔진 전면 커버의 플랜징 다이를 예로 들어보겠습니다. 공작물 소재는 CH-1, 공작물 경도는 HB330, 외부 치수는 2000mm×1400mm×400mm입니다. 코팅 초경 공구 소재를 고속 가공에 사용하면 자동차 엔진 전면 커버 플랜징 금형의 고속 가공 시간은 약 24시간이며 표면 조도는 약 1μm로 제어할 수 있어 수동 연마가 필요 없고 오일스톤 연마만 수행하면 됩니다. 그런 다음 피터 수리(3시간)와 협력하여 총 27시간이 소요됩니다. 기존 절삭 작업 시간과 비교하면 작업 시간이 약 83% 단축되고 가공 효율이 크게 향상됩니다.

결론

CNC 고속 가공 기술은 기계 제조 분야의 주요 핵심 기술 중 하나가 되었으며, 특히 기술 요구사항이 극도로 높은 항공우주 및 자동차 금형 제조 산업에 적합합니다. 미래에는 이 기술에 대한 연구도 계속 심화되어 이 분야의 실제 응용이 지속적으로 발전할 수 있도록 보장할 것입니다.