고정밀 CNC 가공 부품 제작을 위한 7가지 전문가 팁

CNC 가공은 우수한 강도와 엄격한 공차로 맞춤형 부품을 제조할 수 있으며 양산에 적합합니다. 사실 현재 CNC 가공은 금속 시제품 제조에 가장 효율적인 방법입니다. 다양한 분야에서 장점 덕분에 널리 사용됩니다. CNC 가공 부품 설계 전 CNC 머신 작동 원리를 이해할 필요가 있습니다.

CNC 가공

고체 블록의 소재를 고속 회전하는 절삭 공구로 제거하여 도면대로 원하는 형상을 만듭니다. 절삭 공구는 CNC 가공에서 중요한 역할을 하며, 부품에 직접 접촉해 불필요한 소재를 제거해 원하는 부품을 만듭니다.

가장 일반적인 CNC 절삭 공구인 엔드밀과 드릴은 원통형 생크에 특정 형상의 절삭 팁과 제한된 절삭 길이를 가집니다. 이 두 특성 때문에 절삭 능력에 한계가 있습니다. 공구 형상상 내부 수직 직각 코너를 만들 수 없습니다. 깊은 소구멍과 언더컷은 절삭 길이 제한으로 CNC 가공으로 처리할 수 없습니다.

CNC 설계 팁

CNC 가공의 이점을 극대화하기 위한 유용한 설계 팁들입니다.

내부 수직 코너에 R(라운드) 추가

CNC 밀링 공구는 원통형입니다. 내부 벽을 절삭하면 수직 코너에 반경이 생깁니다. 더 작은 직경 공구로 코너 반경을 줄일 수 있지만, 어떤 작은 공구를 써도 완벽한 내부 수직 코너를 만들 수는 없습니다. 작은 공구는 낮은 속도로 여러 패스를 돌려 작은 반경을 구현할 수 있지만, 시간과 비용이 더 듭니다. 따라서 CNC 가공 부품 설계 시 캐비티 깊이의 1/3 반경을 추가하고 내부 모서리에 유사한 반경을 적용하는 것이 좋습니다.

캐비티 깊이 제한

공구는 직경의 2~3배 깊이까지 캐비티를 절삭할 때 가장 잘 작동합니다(절삭 길이 제한). 공구 직경의 4배 이상 깊은 캐비티 밀링은 가공 난이도와 공구 파손을 크게 높여 가공 비용 상승을 초래합니다. 가능하면 공구 직경의 4배 미만 깊이로 포켓을 설계하세요.

얇은 벽 두께 늘리기

얇은 벽은 CNC 가공 중 변형이나 파손 우려로 가공이 어렵습니다. 얇은 벽 가공은 낮은 절삭 깊이로 다중 패스가 필요하고 진동이 쉽게 발생합니다. 따라서 얇은 벽을 정확하게 가공하기 어렵고 가공 시간이 늘어납니다. 금속 부품은 0.8mm 이상, 플라스틱 부품은 최소 1.5mm 이상 벽 두께로 설계하는 것이 좋습니다.

나사 길이 제한

나사 길이가 길수록 결합 강도가 강해진다고 생각하기 쉽습니다. 사실 나사 길이가 구멍 직경의 1.5배를 넘으면 구멍 직경이 결합 강도에 실질적으로 기여하지 않습니다. 따라서 좋은 체결을 위해 나사 길이는 구멍 직경의 최소 1.5배, 최대 3배로 설계하는 것이 좋습니다.

필요한 경우에만 공차 지정

더 높은 정밀도가 요구되는 가공 부품은 더 많은 가공 시간과 인건비로 CNC 가공 비용을 증가시킵니다. 공차는 필요할 때만 최소한으로 정의해야 합니다.

기술 도면에 특정 공차 요구사항이 없으면 부품은 표준 공차 ±0.125mm로 가공되며, 이는 대부분의 비중요 형상에 충분합니다.

작은 피처 줄이기

직경 2.5mm 미만의 마이크로 홀 등 작은 피처는 가공 난이도와 시간을 증가시키므로, 정말 필요하지 않은 한 피하는 것이 좋습니다.

각인 텍스트 디자인 선택

CNC 가공 부품에 텍스트가 필요할 때 양각 텍스트보다 음각(각인) 텍스트를 선택하는 것이 좋습니다. 각인 텍스트는 소재 제거량이 적습니다. Arial, Verdana 같은 산세리프 폰트, 최소 20포인트 크기 사용을 권장합니다. 많은 CNC 머신에 이 폰트용 사전 프로그래밍 루틴이 있습니다.

가능한 한 적은 셋업(setup)으로 가공할 수 있는 부품을 설계하는 것이 좋으며, 이상적으로는 단일 셋업으로 가공하는 것이 좋습니다. 예를 들어 양쪽에 막힌 구멍이 있는 부품은 양쪽 접근을 위해 회전해야 하므로 두 번 셋업이 필요합니다. 셋업 횟수가 적을수록 공작물 재정렬 시간이 줄어들고 가공 부품 정밀도가 높아집니다.