모든 제조업체가 알아야 할 CNC 워크홀딩 솔루션

CNC 머시닝은 절삭 도구와 회전을 사용하여 단단한 재료 블록에 미리 결정된 일련의 절단을 만드는 전통적인 제조 방법입니다. 절단 작업은 여러 CNC 기계에 동시에 배포할 수 있는 디지털 설계 파일에서 파생되므로 제조업체는 부품의 여러 복사본을 보다 신속하게 생산할 수 있습니다.

머시닝은 매우 정밀하고 정확한 부품을 안정적으로 생산할 수 있는 다재다능한 프로세스이지만(이가 중요한 자동차, 의료 및 항공우주 부품을 만드는 데 자주 사용되는 이유) 프로세스의 고유한 특성으로 인해 CNC 머시닝으로 생성할 수 있는 형상에 제한이 생깁니다. 예를 들어 날카로운 내부 모서리와 같은 디자인 요소는 원형의 회전 도구로 만들기 어려운 반면 더브테일 및 T-슬롯과 같은 언더컷 기능은 표준 도구로 도달하기 어렵거나 불가능하지는 않습니다.

또 다른 잠재적인 문제는 워크홀딩 또는 가공 공정 중에 공작물을 제자리에 고정하는 방법과 관련이 있습니다. 작업물을 잡기 어렵거나 잘못 잡으면 부품의 생존 가능성, 생산 일정 및 단위당 비용이 모두 부정적인 영향을 받을 수 있습니다.

다음은 제조업체가 워크홀딩 솔루션을 최대한 활용하기 위해 알아야 할 사항입니다.

CNC 워크홀딩의 기초

부품을 고정하는 방법은 실행 가능한 공구 경로, 추가 설정 없이 가공할 수 있는 공작물 표면, 절삭 공구의 허용 속도 및 힘을 비롯한 여러 물류 요인에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다. 턱, 바이스 및 기계 테이블과 같은 기본 워크홀딩 구성요소는 절삭 공구가 공작물에 접근하는 능력을 제한할 수 있으며, 이로 인해 스핀들을 작동하는 대신 부품을 설정하는 데 더 많은 시간이 소요될 수 있습니다.

그러나 5축 CNC 가공이 생산 중 절삭 공구와 공작물에 추가 회전 기능을 제공하는 것과 마찬가지로 5축 워크홀딩 솔루션은 대부분 또는 모든 면에서 가공이 필요한 부품 제조 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.

함께 사용되는 다축 가공 및 워크홀딩 솔루션을 통해 공작물을 최적의 위치에 배치하고 한 번 그립을 잡고 가공한 다음 신속하게 교체할 수 있습니다. 이는 필요에 따라 2차 작업을 위해 구성 요소를 다른 기계로 효율적으로 전송하는 동시에 안정적인 공작물 배치를 보장하는 제로 포인트 퀵 체인지 시스템을 통해 달성되는 경우가 많습니다.

적절하게 구현되면 CNC 워크홀딩 시스템은 공작물을 설정하고 변경하는 데 필요한 시간을 최소화하여 출력 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 워크홀딩 솔루션은 생산 프로세스를 반복 가능하게 만드는 데 도움이 되며, 이는 최종 부품의 정확성, 정밀도 및 품질은 물론 생산 속도 및 프로세스 신뢰성의 측정 가능한 개선에 더욱 기여합니다.

일반적인 CNC 워크홀딩 문제

가장 일반적인 CNC 워크홀딩 문제는 제조업체가 특이한 형상의 부품이나 복잡하고 큰 부품을 생산하려고 할 때 발생합니다.

제조 가능성(DFM)을 위해 부품 설계를 최적화하는 것 외에 가공 중에 비정상적이거나 섬세하거나 벽이 얇은 공작물을 안정적이고 안전하게 유지하는 가장 좋은 방법은 무엇입니까? 많은 경우에 희생 툴링은 비표준 모양의 공작물을 지지하는 데 사용되며 맞춤핀 구멍 또는 나사산 보스와 같은 기본 제공 설계 기능을 사용하여 공작물을 제자리에 고정할 수 있습니다. 공작물의 바닥에 1/16"의 추가 재료를 추가해도 파지 능력이 향상될 수 있습니다.

그러나 때로는 제조업체가 더 창의적인 솔루션을 채택해야 할 수도 있습니다. 예를 들어 샌드백은 공작물의 진동을 줄이는 데 사용할 수 있으며 왁스, 점토 및 특수 접착제는 공작물의 섬세한 부분을 지지하는 데 도움이 될 수 있습니다. 특히 왁스와 점토는 상온에서 상당히 단단하고 고온에 노출되면 유동성이 있어 가공이 완료된 후 제거할 때 유용합니다.

항공 우주, 방위, 산업 또는 차량 응용 분야에 사용되는 것과 같이 부피가 큰 부품은 또 다른 문제를 제시합니다. 특수 및 맞춤형 워크홀딩 옵션은 비용이 많이 들고 일부 대형 부품이 상대적으로 제한된 양으로만 생산된다는 점을 고려할 때 투자 가치가 없을 수 있습니다. 그러나 대규모 생산 실행에 사용하거나 다른 부품과 함께 사용하기 위해 용도를 변경하는 경우 맞춤형 워크홀딩 솔루션은 좋은 투자 수익을 제공할 수 있습니다.

작업장에서 더 큰 부품을 위한 특수 또는 자동화 워크홀딩 솔루션에 투자하거나 수동 척, 조 및 기타 기성품 솔루션의 조합을 사용하여 공작물을 안정적으로 유지하든 상관없이 목표는 총 절단 횟수를 최소화하는 것입니다. 스핀들 가동 시간을 최대화하기 위한 작업 및 재배치. 절단 작업 수를 제한하면 인적 오류 가능성도 최소화되고 공정 신뢰성이 향상되며 일반적으로 가공 정확도가 향상됩니다.

크기 외에도 번거로운 부품의 모양도 고려해야 합니다. 터빈 블레이드와 같은 본질적으로 비대칭 구성 요소는 복잡하고 스위프한 스핀들 및 도구 동작이 필요합니다. 이러한 유형의 까다로운 부품에는 절삭 공구와 기계에 필요한 여유 공간을 허용하면서 부품을 적절한 위치에 단단히 고정할 수 있는 워크홀딩 솔루션이 필요합니다.

최상의 워크홀딩 솔루션 선택

특정 부품에 가장 적합한 워크홀딩 솔루션은 생산량, 부품 모양, 부품 치수, 재료, 허용 오차 요구사항, 전환 빈도를 비롯한 몇 가지 요소에 의해 결정됩니다.

대량 가공은 소규모 작업과 기본 요구 사항이 다릅니다. 일반적으로 특수 워크홀딩 솔루션이 필요한 확장된 일정에 걸쳐 일관된 품질의 부품을 생산하는 안정적이고 반복 가능한 프로세스에 의존합니다. 데드 렝스 척은 2차 가공 작업을 위한 높은 위치 정확도와 증가된 파지력을 모두 제공할 수 있기 때문에 일반적인 솔루션입니다. 이는 황삭 작업 중 주물이나 단조품을 고정하는 데 유용합니다.

대조적으로, 소량의 CNC 머시닝 작업은 일반적으로 기존 워크홀딩 도구에 의존할 수 있습니다. 슬라이딩 슬리브를 사용하는 콜렛 척은 유지력을 잃지 않고 원형, 육각형 및 정사각형 공작물과 스톡 바를 효과적으로 잡을 수 있습니다. 회전 및 원심력으로 작업할 때 중요한 문제입니다. 3조 척은 둥근 공작물을 가공할 때 우수한 그립을 제공하기 때문에 일반적으로 사용되는 반면, 2조 척(또는 2+2 4조 척)은 사각 부품 가공에 탁월합니다.

그러나 이러한 기존 워크홀딩 솔루션은 종종 추가 고려 사항을 도입합니다. 클램프는 작업당 포함되는 단계 수를 늘리고 다축 기계가 공작물에 접근하는 것을 방해할 수 있는 반면 바이스는 잡을 수 있는 공작물의 크기와 유형에 제약을 가합니다.

워크홀딩은 생산 효율성의 핵심입니다.

제조업체는 정밀하고 반복 가능한 부품을 생산하기 위해 CNC 가공에 의존합니다. 그러나 이 정밀도는 공작물이 알려진 방향으로 정의된 위치에 고정된 경우에만 가능합니다. 또한 CNC 가공의 반복성은 생산 과정에서 가공 설정을 경제적으로 재현할 수 있어야 합니다. 따라서 원심력, 중력 및 공구 절삭력에 대해 공작물을 고정하는 것 외에도 가장 효과적이고 전략적인 워크홀딩 솔루션은 인건비를 낮추고 공구 및 설정 변경을 최소화하는 데 도움이 되어야 합니다.

생산 중단 없이 공작물과 절삭 공구 간의 빠른 변경을 가능하게 하는 모듈식 워크홀딩 솔루션, 인더스트리 4.0 기술의 통합 및 개선된 자동화는 CNC 가공 세계를 합리화할 태세를 갖춘 기술 개발 중 일부입니다. 이러한 기능을 통해 제조업체는 더 큰 생산 유연성과 용량을 제공하고 부품과 개별 작업 간의 전환 일관성을 개선하여 적은 노동력으로 더 많은 것을 달성할 수 있을 것입니다.

그러나 CNC 기계는 막대한 투자를 하기 때문에 사내에서 기계 가공 서비스를 제공하는 것보다 신뢰할 수 있는 제조 파트너에게 CNC 기계 가공을 아웃소싱하는 것이 종종 더 비용 효율적입니다.

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