엄격한 CNC 공차가 설계 및 생산에 미치는 영향

공차는 형태, 맞춤 및 기능을 기준으로 부품 치수의 허용 가능한 편차 범위입니다. 이는 구성 요소의 측정이 얼마나 정확해야 하는지를 정의하는 데 사용되는 용어입니다. 이는 특히 CNC 가공 부품의 치수와 관련하여 기본 측정에서 허용되는 변동 또는 편차의 양을 정의합니다.

이러한 편차를 완화하기 위해 CNC 가공에서는 표준 공차를 사용합니다. 설계자가 다르게 명시하지 않는 한, 플라스틱으로 만든 부품의 공차는 금속 부품의 경우 +/-.010'' 및 +/-.005''입니다. 그럼에도 불구하고, 요구되는 부품 정확도가 높을수록 공차는 더 엄격해집니다(예:+/-.0004″).

반복되는 질문 중 하나는 엄격한 CNC 부품 공차가 부품 생산 및 설계에 영향을 미치는지 여부입니다. 대답은 '예'입니다. 디자인과 생산에 가장 큰 영향을 미치는 것은 엄격한 허용 오차에서 비롯될 수 있습니다.

허용한계가 엄격해지면 생산 비용이 높아집니다

공차 수준은 가공 소요 시간과 비용에 영향을 미치는 도구에 영향을 미칩니다. 이유는 다음과 같습니다. 공차가 엄격하면 스크랩이 늘어나고 특수 측정 도구 및 추가 고정 장치가 사용되기 쉽습니다. 더 엄격한 허용 오차에 대한 입찰로 인해 가공 속도가 느려지고 결과적으로 생산 주기 시간이 늘어날 수도 있습니다.

따라서 필요한 공차 수준과 형상에 따라 더 엄격한 부품 공차를 추구하는 것은 표준 공차 수준을 달성하는 것에 비해 설계 및 생산 비용이 두 배로 늘어날 수 있습니다.

보다 엄격한 공차로 인해 비용이 증가하는 세 가지 방법

부품 제조에 대한 공차가 엄격해지면 생산 비용이 증가할 수 있는 세 가지 주요 방법이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

1. 전문적이고 값비싼 도구 사용

필요한 공차와 정밀도를 달성하기 위해 특수 도구가 필요한 경우 이러한 도구를 사용하면 생산 비용이 증가합니다.

2. 값비싼 테스트 실시

공차가 엄격한 CNC 부품에는 철저한 검사가 필요합니다. 테스트를 사람이 수행하든 자동으로 제어하든 관계없이 더 많은 시간과 노력이 필요합니다. 때로는 엄격한 허용 오차로 인해 각 구성 요소를 검사해야 하며, 사양을 벗어나는 부품은 사용할 수 있더라도 거부해야 합니다. 결과적으로 이러한 높은 분류 및 거부율은 부품 가격에도 영향을 미쳐 부품 가격을 더 높게 만듭니다.

3. 추가 프로세스

CNC 부품 공차가 엄격해지면 더 많은 프로세스, 장비, 도구가 필요한 경우가 많아 생산 비용이 증가합니다. 예를 들어 금속에 필요한 표면 마감의 경우 샌딩, 호닝, 정련 등의 2차 공정은 비용이 많이 들기 때문에 필요한 경우에만 수행해야 합니다.

허용한계를 강화하려면 제조 공정 수정이 필요함

업계 표준보다 더 엄격한 공차를 선택하면 CNC 부품에 대한 최적의 제조 공정이 변경될 수 있습니다. 그 이유는 생산 공정 선택이 더 엄격한 허용 오차에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

예를 들어, 수직 밀을 사용하여 한 세트의 공차로 구멍을 가공하고 선반을 사용하여 동일한 구멍을 보링할 때 다른 공차 세트로 가공하여 리드 타임을 늘릴 수 있습니다. 게다가 축 수가 다른 CNC 기계의 기본 공차는 다를 수 있습니다.

또한 CNC 기계가 처리할 수 있는 부품 종류는 공차에 따라 달라집니다. 어떤 상황에서는 부품이 엄격한 공차에 도달하기 전에 추가 작업이 필요할 수 있습니다. 제품에 작거나 매우 미세한 마무리 기능을 원하는 경우 여러 가지 별도의 가공 작업을 거쳐야 할 수도 있습니다. 또한 독특한 가공 절차로 인해 다양한 표면 거칠기나 특성이 생성됩니다. 더욱 엄격한 허용 기준을 충족하려면 그라인딩이나 랩핑이 필요할 수 있습니다.

공차의 견고성은 재료에 따라 다릅니다

특정 공차를 사용하여 제품을 제조하는 복잡성은 재료에 따라 크게 달라질 수 있습니다. 절단하는 동안 재료가 휘기 때문에 열경화성 수지나 열가소성 수지와 같은 부드러운 재료에 대해 설정된 공차를 유지하는 것은 일반적으로 어렵습니다.

특정 재료로 얻을 수 있는 내성 정도는 재료의 품질에 따라 달라질 수 있습니다. 이러한 특징은 다음과 같습니다:

열안정성 :플라스틱과 같은 비금속은 일반적으로 열 안정성에 문제가 있습니다. 이러한 재료는 CNC 가공 중에 열이 축적되면서 변형되어 부품의 공차에 영향을 미칩니다.

마모성 :탄소강, 티타늄 등 탄소 함량이 높은 일부 CNC 가공 소재의 경우 마모성으로 인해 정밀도를 유지하면서 특정 공차를 달성하기가 어렵습니다. 이러한 어려움은 주로 필요한 도구 변경 횟수로 인해 발생합니다.

경도 :알루미늄, 스테인레스 스틸, 황동, 구리 등의 단단한 소재는 부드러운 소재에 비해 공차를 정밀하게 가공하기가 더 쉽습니다. 그 이유는 공작기계가 부드러운 재료와 접촉할수록 치수를 변경하기가 더 쉽기 때문입니다. 따라서 보다 섬세한 재료를 밀링하려면 인내심이 필요합니다.

부분의 복잡성과 디자인

CNC 부품 설계는 엄격한 공차를 제어하는 데 가장 중요한 요소입니다. 설계 단계에서 조정을 수행하면 일관된 엄격한 공차가 생성될 뿐만 아니라 품질이 향상되고 고객 만족도가 향상되며 비용이 절감됩니다.

공차 제어는 부품 형상, 전체 치수 및 벽 두께 사양의 영향을 받을 수 있습니다. 두꺼운 벽이 두꺼운 섹션 내부에서 경험할 수 있는 다양한 수축률로 인해 다양한 섹션 내에서 다양한 수축으로 인해 정확한 공차를 유지하기가 어렵습니다.

충격 부품 검사 허용 오차 강화

엄격한 공차를 검증하는 것은 어렵고 시간이 더 걸립니다. 그 이유는 더 나은 측정 장비와 검사 기술이 필요하기 때문입니다. 또한 그에 따라 부품 생산 비용도 상승하게 됩니다.

예를 들어, 밀링으로 인한 진동으로 인해 채터 마크가 발생할 수 있습니다. 이러한 마크를 시각적으로 검사하는 것은 가능하지만 마크 깊이 및 길이와 같은 정확한 데이터를 얻으려면 정교한 검사 도구가 필요합니다. 이러한 표시는 조립 시 소음과 진동을 유발하여 방해가 될 수 있습니다(특히 허용 오차가 엄격한 경우).

필요한 경우에만 선택

많은 사람들이 공차를 선택할 때 지나치게 구체적으로 설명하는 데 의존합니다. 0.01mm 대신 0.001mm 공차를 선택하면 가격이 2~3배 증가할 수 있습니다. 공차가 엄격할수록 부품 전체의 정확성을 보장하기 위해 더욱 세심한 제작과 추가 테스트가 필요합니다.

어떤 상황에서는 더 엄격한 공차가 필요합니다. 그러나 부품 공차는 기본적으로 부품이 함께 작동하는 방식, 용도, 제조 방식, 기능이 변형에 얼마나 민감한지에 따라 결정되어야 합니다.