CNC 선반 나사 가공 마스터하기

CNC 선반에서는 미터, 인치, 모듈, 직경 제어 4가지 표준 나사를 가공할 수 있습니다. 어떤 나사를 가공하든 선반 스핀들(작업물)과 공구 사이에 엄격한 운동 관계를 유지해야 합니다. 즉, 스핀들이 1회전(작업물 1회전)할 때마다 공구가 리드 거리(작업물)만큼 균일하게 이동해야 합니다. 다음 일반 나사 분석을 통해 일반 나사 이해를 강화하여 더 나은 가공을 할 수 있습니다.

일반 나사 치수 분석

CNC 선반은 일반 나사 가공을 위해 일련의 치수가 필요합니다. 일반 나사 가공에 필요한 치수 계산과 분석은 주로 다음 두 가지 측면입니다:

1. 나사 가공 전 공작물 직경

나사 산형 확장을 고려하여 나사 가공 전 공작물 직경은 D/D-0.1P, 즉 나사 큰 직경에서 0.1 피치를 뺀 값입니다. 일반적으로 재료 변형성에 따라 나사 큰 직경보다 0.1~0.5 작게 합니다.

2. 나사 가공 이송량

나사 이송량은 나사 작은 직경, 즉 나사 절삭공구의 최종 이송 위치를 참조할 수 있습니다.

나사 작은 직경 = 큰 직경 - 2 × 치아 높이, 치아 높이 = 0.54P (P는 피치)

나사 가공 이송량은 지속적으로 줄여야 하며, 구체적 이송량은 공구와 작업 재료에 따라 선택해야 합니다.

일반 나사 절삭공구 설치 및 설정

선삭 공구가 너무 높거나 낮게 설치되면, 공구가 일정 깊이 들어가면 선삭 공구의 옆면이 공작물을 저항하여 마찰력이 증가하고, 심지어 공작물을 굽혀 씹힘 현상이 발생합니다. 칩 배출도 어렵습니다. 선삭 공구의 반경 방향 힘 방향은 공작물 중심입니다. 또한 횡이송 나사와 너트 간극이 너무 크면 공구 이송 깊이가 지속적으로 자동으로 깊어져 공작물이 들리고 공구가 씹힙니다. 이때 선삭 공구 높이를 제때 조정하여 공구 끝이 공작물 축과 같은 높이가 되게 해야 합니다(심압대 센터로 공구 설정 가능). 조삭과 반정삭 시 공구 끝 위치는 공작물 중심보다 약 1% D 높게 합니다(D는 가공할 공작물 직경).

공작물 클램핑 불충분. 공작물 자체 강성이 선삭 시 절삭력을 견디지 못해 과도한 편향이 발생하면 선삭 공구와 공작물의 중심 높이가 변경됨(공작물 상승), 절삭 깊이가 급격히 증가하여 공구 씹힘 발생. 이때 공작물을 단단히 클램핑하고 심압대 센터를 사용하여 공작물 강성을 높여야 합니다.

일반 나사 공구 설정 방법에는 시험 절삭과 공구 설정 기기를 이용한 자동 공구 설정이 있습니다. 공구로 직접 시험 절삭하거나 G50으로 공작물 원점 설정, 공작물 시프트로 공작물 원점 설정하여 공구 설정 가능. 나사 가공 공구 설정 요구사항은 그리 높지 않으며, 특히 Z방향 공구 설정은 엄격한 제한이 없어 프로그래밍 가공 요구사항에 따라 결정할 수 있습니다.

일반 나사 프로그래밍 및 가공

현재 CNC 선반에는 일반적으로 나사 절삭을 위한 세 가지 가공 방법이 있습니다: G32 직선 절삭법, G92 직선 절삭법, G76 경사 절삭법. 절삭 방법과 프로그래밍 방법이 다르기 때문에 가공 오차도 다릅니다. 작업과 사용을 신중하게 분석하여 고정밀 부품 가공에 힘써야 합니다.

1. G32 직선 절삭법: 양쪽 절삭날이 동시에 작동하므로 절삭력이 크고 절삭이 어려워 절삭 중 양쪽 날 마모가 쉽습니다. 큰 피치 나사 절삭 시 절삭 깊이가 커서 날 마모가 빨라 나사 피치 직경에 오차가 생기지만, 가공 치형 정밀도는 높으므로 일반적으로 작은 피치 나사 가공에 사용됩니다. 공구 절삭이 프로그래밍으로 완료되므로 가공 프로그램이 길고 절삭날 마모가 쉬워 가공 중 빈번한 측정이 필요합니다.
2. G92 직선 절삭법: G32 명령에 비해 프로그래밍이 단순화되고 효율이 향상됩니다.
3. G76 경사 절삭법: 단면 절삭이므로 절삭날 손상과 마모가 쉬워 가공 나사 면이 곧지 않고 공구 끝 각도 변화로 치형 정밀도가 나쁩니다. 하지만 단면 날 작동으로 공구 부하가 적고, 칩 배출이 용이하며 절삭 깊이가 감소합니다. 따라서 이 가공법은 일반적으로 큰 피치 나사 가공에 적합합니다. 칩 배출이 쉽고 절삭날 조건이 좋아 나사 정밀도 요구가 높지 않을 때 더 편리합니다. 고정밀 나사 가공 시 이중 공구 가공으로 마무리할 수 있습니다. 먼저 G76으로 조삭, 그 후 G32로 정삭. 하지만 공구 정확한 시작점에 주의해야 하며, 그렇지 않으면 임의로 걸림이 발생해 부품 폐기 우려가 있습니다.
4. 나사 가공 완료 후 나사 산형 관찰로 나사 품질 판단 및 적시 조치 가능. 나사 산마루가 날카롭지 않으면 공구 절삭량 증가가 나사 큰 직경 증가시킵니다. 증가량은 재료 소성에 따라 다릅니다. 치아 끝이 이미 날카로워진 상태에서 절삭량 증가 시 큰 직경이 비례하여 감소합니다. 이 특성을 이용해 나사 절삭량을 올바르게 처리하여 폐기 방지.

일반 나사 검사

일반 표준 나사의 경우 나사 링 게이지나 플러그 게이지로 측정합니다. 외부 나사 측정 시 나사 "통과" 링 게이지가 그냥 끼워지고 "정지" 링 게이지가 끼워지지 않으면 가공 나사가 요건 충족, 그렇지 않으면 불합격. 내부 나사 측정 시 나사 플러그 게이지 사용, 같은 방식. 링/플러그 게이지 측정 외에 나사 마이크로미터로 나사 피치 직경 측정, 치두께 버니어 캘리퍼로 사다리꼴 나사 치두께와 웜 피치 직경 측정, 삼침법으로 나사 피치 직경 측정 가능.