정밀 가공은 밀접한 공차 마감을 유지하는 동안 공작물에서 재료를 제거하는 프로세스입니다. 정밀 기계에는 밀링, 회전 및 전기 방전 가공을 포함한 많은 유형이 있습니다. 오늘날 정밀 기계는 일반적으로 컴퓨터 수치 제어 (CNC)를 사용하여 제어됩니다.
거의 모든 금속 제품은 플라스틱 및 목재와 같은 다른 많은 재료와 마찬가지로 정밀 가공을 사용합니다. 이 기계는 전문화되고 훈련 된 기계공이 운영합니다. 절단 도구가 작업을 수행하려면 올바른 절단을 위해 지정된 방향으로 이동해야합니다. 이 기본 동작을 "절단 속도"라고합니다. "피드"의 보조 운동으로 알려진 공작물을 움직일 수도 있습니다. 함께, 이러한 움직임과 절단 도구의 선명도는 정밀 기계가 작동 할 수있게한다.
품질 정밀 가공하려면 AutoCAD 및 Turbocad와 같은 CAD (Computer Aided Design) 또는 CAM (컴퓨터 보조 제조) 프로그램이 만든 매우 구체적인 청사진을 따를 수 있어야합니다. 이 소프트웨어는 도구, 기계 또는 객체를 제조하는 데 필요한 복잡한 3 차원 다이어그램 또는 윤곽선을 생산하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 청사진은 제품이 무결성을 유지하도록하기 위해 매우 세부적인 것을 준수해야합니다. 대부분의 정밀 가공 회사는 어떤 형태의 CAD/CAM 프로그램과 함께 일하지만, 여전히 설계의 초기 단계에서 손으로 그린 스케치로 종종 작업합니다.
정밀 가공은 강철, 청동, 흑연, 유리 및 플라스틱을 포함한 여러 재료에 사용됩니다. 프로젝트의 크기와 사용될 재료에 따라 다양한 정밀 가공 도구가 사용됩니다. 선반, 밀링 머신, 드릴 프레스, 톱 및 그라인더, 심지어 고속 로봇 공학의 조합이 사용될 수 있습니다. 항공 우주 산업은 고속 가공을 사용할 수있는 반면 목공 도구 제작 산업은 광 화학 에칭 및 밀링 공정을 사용할 수 있습니다. 달리기에서 벗어나거나 특정 품목의 특정 수량은 수천 명으로 숫자가 될 수 있거나 몇 가지가 될 수 있습니다. 정밀 가공에는 종종 CNC 장치의 프로그래밍이 필요합니다. 즉, 컴퓨터는 수치 적으로 제어됩니다. CNC 장치를 사용하면 제품 실행 전체에 걸쳐 정확한 치수를 따를 수 있습니다.
밀링은 로터리 커터를 사용하여 절단기를 특정 방향으로 공작물로 전진 시키거나 공급하여 공작물에서 재료를 제거하는 가공 과정입니다. 절단기는 또한 공구 축에 대한 각도로 고정 될 수 있습니다. 밀링은 작은 개별 부품에서 대형 중장비 갱 밀링 작업에 이르기까지 다양한 운영 및 기계를 포함합니다. 정확한 공차로 맞춤 부품을 가공하는 데 가장 일반적으로 사용되는 프로세스 중 하나입니다.
밀링은 광범위한 공작 기계로 수행 할 수 있습니다. 밀링을위한 원래 클래스의 공작 기계는 밀링 머신 (종종 공장이라고 함)이었습니다. CNC (Computer Numerical Control)가 출현 한 후, 밀링 머신은 가공 센터로 진화했습니다. 자동 도구 체인저, 공구 잡지 또는 회전 목마, CNC 기능, 냉각수 시스템 및 인클로저에 의해 강화 된 밀링 머신. 밀링 센터는 일반적으로 수직 가공 센터 (VMC) 또는 수평 가공 센터 (HMC)로 분류됩니다.
밀링을 선반 환경으로 통합하는 것은 선반을위한 라이브 툴링과 가끔 회전 작업을위한 공장의 사용으로 시작되었습니다. 이로 인해 새로운 클래스의 공작 기계, MTMS (Multitasking Machines)가 생겼으며, 이는 동일한 작업 봉투 내에서 밀링 및 회전을 용이하게하기 위해 목적으로 제작되었습니다.
디자인 엔지니어, R & D 팀 및 부품 소싱에 의존하는 제조업체의 경우 정밀 CNC 가공을 통해 추가 처리없이 복잡한 부품을 생성 할 수 있습니다. 실제로 정밀 CNC 가공은 종종 단일 시스템에서 완성 된 부품을 만들 수있게합니다.
가공 프로세스는 재료를 제거하고 광범위한 절단 도구를 사용하여 최종적이고 종종 매우 복잡한 부품 설계를 만듭니다. 가공 도구의 제어를 자동화하는 데 사용되는 컴퓨터 수치 제어 (CNC)를 사용하여 정밀도 수준이 향상됩니다.
정밀 가공에서 "CNC"의 역할
코드화 된 프로그래밍 지침을 사용하여 정밀 CNC 가공을 통해 기계 연산자의 수동 개입없이 공작물을 자르고 사양으로 구성 할 수 있습니다.
고객이 제공하는 컴퓨터 보조 디자인 (CAD) 모델을 사용하여 전문 기계공은 컴퓨터 보조 제조 소프트웨어 (CAM)를 사용하여 부품 가공에 대한 지침을 만듭니다. CAD 모델을 기반으로 소프트웨어는 필요한 공구 경로를 결정하고 기계를 알려주는 프로그래밍 코드를 생성합니다.
■ 올바른 RPM 및 피드 속도는 무엇입니까?
■ 도구 및/또는 공작물을 이동할시기 및 위치
■ 잘라내는 깊이
■ 냉각수를 바르는시기
■ 속도, 사료 속도 및 조정과 관련된 기타 요인
그런 다음 CNC 컨트롤러는 프로그래밍 코드를 사용하여 기계의 움직임을 제어, 자동화 및 모니터링합니다.
오늘날 CNC는 선반, 공장 및 라우터에서 와이어 EDM (전기 방전 가공), 레이저 및 플라즈마 절단 기계에 이르기까지 광범위한 장비의 내장 기능입니다. CNC는 가공 프로세스를 자동화하고 정밀성을 향상시키는 것 외에도 수동 작업을 제거하고 기계공을 해방시켜 동시에 실행중인 여러 기계를 감독합니다.
또한 도구 경로가 설계되고 기계가 프로그래밍되면 일부를 여러 번 실행할 수 있습니다. 이것은 높은 수준의 정밀성과 반복성을 제공하여 프로세스를 비용 효율적이고 확장 가능하게 만듭니다.
가공 된 재료
일반적으로 가공되는 일부 금속에는 알루미늄, 황동, 청동, 구리, 강철, 티타늄 및 아연이 포함됩니다. 또한, 목재, 폼, 유리 섬유 및 폴리 프로필렌과 같은 플라스틱도 가공 될 수 있습니다.
실제로, 적용 및 요구 사항에 따라 정밀 CNC 가공과 함께 거의 모든 재료를 사용할 수 있습니다.
정밀 CNC 가공의 몇 가지 장점
광범위한 제조 제품에 사용되는 많은 작은 부품 및 구성 요소의 경우 정밀 CNC 가공은 종종 제조 방법입니다.
사실상 모든 절단 및 가공 방법과 마찬가지로 다른 재료가 다르게 행동하며 구성 요소의 크기와 모양도 프로세스에 큰 영향을 미칩니다. 그러나 일반적으로 정밀 CNC 가공 프로세스는 다른 가공 방법에 비해 장점을 제공합니다.
CNC 가공이 제공 할 수 있기 때문입니다.
■ 높은 수준의 부품 복잡성
■ 일반적으로 ± 0.0002 "(± 0.00508 mm)에서 ± 0.0005"(± 0.0127 mm) 범위의 단단한 공차
■ 사용자 정의 마감을 포함하여 매우 매끄러운 표면 마감
■ 높은 볼륨에서도 반복성
숙련 된 기계공은 수동 선반을 사용하여 10 또는 100의 양으로 품질 부품을 만들 수 있지만 1,000 부가 필요하면 어떻게됩니까? 10,000 부품? 100,000 또는 백만 부분?
정밀 CNC 가공을 사용하면 이러한 유형의 대량 생산에 필요한 확장 성과 속도를 얻을 수 있습니다. 또한 정밀 CNC 가공의 반복성이 높을수록 부품을 생산하는 부품에 관계없이 처음부터 끝까지 동일한 부품을 제공합니다.
와이어 EDM (전기 방전 가공), 첨가제 가공 및 3D 레이저 인쇄를 포함하여 매우 전문화 된 CNC 가공 방법이 있습니다. 예를 들어, 와이어 EDM은 전도성 재료 (일반적으로 금속)와 전기 방전을 사용하여 공작물을 복잡한 모양으로 침식합니다.
그러나 여기서 우리는 밀링 및 회전 공정에 중점을 둘 것입니다. 즉, 정밀 CNC 가공에 널리 사용 가능하고 자주 사용되는 두 가지 빼기 방법.
밀링 대 회선
밀링은 회전의 원통형 절단 도구를 사용하여 재료를 제거하고 모양을 만드는 가공 공정입니다. 밀 또는 가공 센터로 알려진 밀링 장비는 가장 큰 물체 가공 금속에 복잡한 부분 형상의 우주를 달성합니다.
밀링의 중요한 특징은 절단 도구가 회전하는 동안 공작물이 고정되어 있다는 것입니다. 다시 말해, 밀에서 회전 절단 도구는 공작물 주위로 이동하여 침대 위에 고정되어 있습니다.
선반은 선반이라고 불리는 장비에서 공작물을 자르거나 형성하는 과정입니다. 일반적으로 선반은 수직 또는 수평 축에서 공작물을 회전시키는 반면 고정 절단 도구 (회전하지 않을 수도 있고 아닐 수도 있음)는 프로그래밍 된 축을 따라 움직입니다.
도구는 물리적으로 부분을 둘러 볼 수 없습니다. 자료가 회전하여 공구가 프로그래밍 된 작업을 수행 할 수 있습니다. (그러나 도구가 스풀짜리 와이어 주위에 회전하는 선반의 서브 세트가 있지만 여기에는 여기에 덮여 있지 않습니다.)
밀링과 달리, 공작물이 회전 할 때. 부품 재고는 선반의 스핀들을 켜고 절단 도구는 공작물과 접촉합니다.
수동 대 CNC 가공
Mills와 Lathes는 수동 모델에서 사용할 수 있지만 CNC 기계는 소형 부품 제조의 목적에 더 적합합니다.
도구가 X 및 Z 축에서 움직이는 간단한 2 축 기계를 제공하는 것 외에도 정밀 CNC 장비에는 공작물이 움직일 수있는 다축 모델이 포함되어 있습니다. 이것은 공작물이 회전으로 제한되고 도구가 원하는 형상을 생성하는 선반과 대조적입니다.
이러한 다축 구성을 통해 기계 연산자의 추가 작업이 필요하지 않고 단일 작업에서보다 복잡한 형상을 생산할 수 있습니다. 이를 통해 복잡한 부품을보다 쉽게 생산할 수있을뿐만 아니라 작업자 오류 가능성을 줄이거 나 제거합니다.
또한, 정밀 CNC 가공과 함께 고압 냉각수를 사용하면 수직 지향 스핀들이있는 기계를 사용하더라도 칩이 작동하지 않도록합니다.
CNC 공장
다양한 밀링 머신은 크기, 축 구성, 피드 속도, 절단 속도, 밀링 피드 방향 및 기타 특성이 다릅니다.
그러나 일반적으로 CNC 공장은 모두 회전 스핀들을 사용하여 원치 않는 재료를 잘라냅니다. 그들은 강철과 티타늄과 같은 단단한 금속을 자르는 데 사용되지만 플라스틱 및 알루미늄과 같은 재료와 함께 사용할 수 있습니다.
CNC 밀은 반복성을 위해 제작되었으며 프로토 타이핑에서 대량 생산에 이르기까지 모든 데 사용할 수 있습니다. 고급 정밀 CNC 밀은 종종 미세한 다이 및 곰팡이를 밀링하는 것과 같은 타이트한 공차 작업에 사용됩니다.
CNC 밀링은 빠른 처리 시간을 전달할 수 있지만, AS-MILLES 마감은 가시 도구 표시가있는 부품을 만듭니다. 또한 날카로운 모서리와 버가있는 부품을 생산할 수 있으므로 가장자리와 버가 해당 기능에 용납 할 수없는 경우 추가 프로세스가 필요할 수 있습니다.
물론, 시퀀스로 프로그래밍 된 디퍼링 도구는 대체로 완료되지만 일반적으로 완성 된 요구 사항의 90%를 최대 90%를 달성하므로 최종 핸드 마무리를위한 일부 기능이 남습니다.
표면 마감은 허용 가능한 표면 마감뿐만 아니라 작업 제품의 일부에 미러와 같은 마감재를 생성하는 도구가 있습니다.
CNC 밀의 유형
밀링 머신의 두 가지 기본 유형은 수직 가공 센터와 수평 가공 센터로 알려져 있으며, 여기서 기본 차이는 기계 스핀들의 방향에 있습니다.
수직 가공 센터는 스핀들 축이 z 축 방향으로 정렬되는 밀입니다. 이 수직 기계는 두 가지 유형으로 더 나눌 수 있습니다.
■ 스핀들이 자체 축과 평행하게 움직이는 동안 테이블이 스핀들의 축에 수직으로 움직이는 침대 공장
■ 스핀들이 고정되어 있고 테이블이 이동하여 절단 작업 중에 스핀들 축과 평행하게 테이블이 이동하는 터렛 밀.
수평 가공 센터에서 밀의 스핀들 축은 y 축 방향으로 정렬됩니다. 수평 구조는이 공장들이 기계 공장 바닥에서 더 많은 공간을 차지하는 경향이 있음을 의미합니다. 또한 일반적으로 체중이 무겁고 수직 기계보다 강력합니다.
수평 공장은 더 나은 표면 마감이 필요할 때 종종 사용됩니다. 스핀들의 방향은 절단 칩이 자연스럽게 떨어지고 쉽게 제거되기 때문입니다. (추가 혜택으로 효율적인 칩 제거는 도구 수명을 높이는 데 도움이됩니다.)
일반적으로 수직 가공 센터는 수평 가공 센터만큼 강력하고 매우 작은 부품을 처리 할 수 있기 때문에 더 널리 퍼져 있습니다. 또한 수직 센터는 수평 가공 센터보다 발자국이 더 작습니다.
다축 CNC 밀
정밀 CNC 밀 센터는 여러 축으로 제공됩니다. 3 축 밀은 다양한 작업을 위해 X, Y 및 Z 축을 사용합니다. 4 축 공장을 사용하면 기계가 수직 및 수평 축에서 회전하여 공작물을 이동하여보다 연속 가공을 허용 할 수 있습니다.
5 축 공장에는 3 개의 전통적인 축과 2 개의 추가 회전 축이있어 스핀들 헤드가 주위로 움직일 때 공작물을 회전시킬 수 있습니다. 이를 통해 공작물을 제거하고 기계를 재설정하지 않고 공작물의 5면을 가공 할 수 있습니다.
CNC 선반
선반 (회전 센터라고도하는 선반)에는 하나 이상의 스핀들과 X 및 Z 축이 있습니다. 이 기계는 축의 공작물을 회전하여 다양한 절단 및 형성 작업을 수행하여 공작물에 광범위한 도구를 적용하는 데 사용됩니다.
라이브 액션 툴링 선반이라고도하는 CNC 선반은 대칭 원통형 또는 구형 부분을 만드는 데 이상적입니다. CNC Mills와 마찬가지로 CNC 선반은 프로토 타이핑과 같은 소규모 작업을 처리 할 수 있지만 높은 반복성을 위해 높은 부피 생산을 지원할 수도 있습니다.
CNC 선반은 상대적으로 핸즈프리 생산을 위해 설정할 수있어 자동차, 전자 제품, 항공 우주, 로봇 공학 및 의료 기기 산업에 널리 사용됩니다.
CNC 선반의 작동 방식
CNC 선반으로, 빈 스톡 재료 막대가 선반 스핀들의 척에로드됩니다. 이 척은 스핀들이 회전하는 동안 공작물을 제자리에 고정시킵니다. 스핀들이 필요한 속도에 도달하면 고정 절단 도구가 공작물과 접촉하여 재료를 제거하고 올바른 지오메트리를 달성합니다.
CNC 선반은 드릴링, 스레딩, 지루함, 리밍, 얼굴 및 테이퍼 회전과 같은 여러 가지 작업을 수행 할 수 있습니다. 다른 작업에는 도구 변경이 필요하고 비용 및 설정 시간을 증가시킬 수 있습니다.
필요한 모든 가공 작업이 완료되면 필요한 경우 추가 처리를 위해 부품이 재고에서 절단됩니다. 그런 다음 CNC 선반은 일반적으로 추가 설정 시간이 거의 또는 전혀 필요하지 않으면 서 작업을 반복 할 준비가되었습니다.
CNC 선반은 다양한 자동 막대 피더를 수용 할 수 있으며, 수동 원료 처리량의 양을 줄이고 다음과 같은 이점을 제공 할 수 있습니다.
■ 기계 운영자가 필요한 시간과 노력을 줄입니다.
■ 정밀도에 부정적인 영향을 줄 수있는 진동을 줄이기 위해 바 스톡을 지원합니다.
■ 공작 기계가 최적의 스핀들 속도로 작동하도록 허용
■ 전환 시간을 최소화합니다
■ 재료 폐기물을 줄입니다
CNC 선반의 유형
여러 가지 유형의 선반이 있지만 가장 일반적인 것은 2 축 CNC 선반과 중국 스타일 자동 선반입니다.
대부분의 CNC 중국 선반은 하나 또는 두 개의 주요 스핀들과 1 ~ 2 개의 후면 (또는 2 차) 스핀들을 사용하며 전자의 회전 전송이 담당합니다. 메인 스핀들은 가이드 부싱의 도움으로 1 차 가공 작업을 수행합니다.
또한 일부 중국 스타일의 선반에는 CNC 공장으로 작동하는 두 번째 도구 헤드가 장착되어 있습니다.
CNC 중국 스타일 자동 선반을 사용하면 스톡 재료는 슬라이딩 헤드 스핀들을 통해 안내 부싱으로 공급됩니다. 이를 통해이 도구는 재료가 지원되는 지점에 더 가깝게 자료를자를 수 있으므로 중국 기계는 특히 길고 가느 다란 부분 및 미세한 부분에 유리합니다.
다축 CNC 회전 센터와 중국 스타일 선반은 단일 기계를 사용하여 여러 가공 작업을 수행 할 수 있습니다. 이를 통해 기존 CNC 밀과 같은 장비를 사용하여 여러 기계 또는 공구 변경이 필요한 복잡한 형상에 대한 비용 효율적인 옵션이됩니다.