CNC(컴퓨터 수치 제어) 가공의 세계는 방대하고 복잡하며, 핵심 원리를 확실히 이해하는 것이 성공의 열쇠입니다. 이 분야에 처음 발을 들인 사람들을 위해 지식을 향상시키고 일반적인 문제를 해결하는 데 도움이 되는 29가지 기술 팁과 통찰력을 소개합니다.
1. 절삭 조건과 가공 결과 간의 관계
절삭 온도에 영향을 미치는 세 가지 주요 요소는 절삭 속도, 이송 속도 및 절삭 깊이입니다. 이러한 동일한 요소는 조정될 때 절삭력과 공구 내구성에도 다양한 방식으로 영향을 미칩니다. 예를 들어, 절삭 깊이를 증가시키면 이송 속도나 절삭 속도를 증가시키는 것보다 절삭력이 더 극적으로 증가합니다.
절삭력은 절삭 깊이에 비례하므로 절삭 깊이가 두 배로 늘어나면 절삭력도 두 배로 증가합니다. 반면, 절삭 속도를 증가시키면 절삭력이 점진적으로 감소하는 경향이 있습니다. 이러한 원리는 생산성, 공구 마모 및 표면 품질 간의 최적 균형을 달성하기 위해 가공 매개변수를 최적화하는 방법을 이해하는 데 중요합니다.
2. 진단 도구로서의 칩 모니터링
가공 중 생성된 칩(금속 절삭물)의 모양은 가공 프로세스에 대한 중요한 단서를 제공합니다. 칩이 부서지거나 색상이 갑자기 변하면 과도한 절삭력이나 과열과 같은 문제를 나타낼 수 있습니다. 운영자는 칩 형성과 색상을 사용하여 절삭 조건이 정상 범위 내에 있는지 모니터링하여 공구 및 공작물의 잠재적 손상을 방지할 수 있습니다.
3. 절삭력의 비례적 변화
실제로 절삭력은 예측 가능한 방식으로 변화합니다:
- 절삭 깊이를 두 배로 늘리면 절삭력이 두 배로 증가합니다.
- 이송 속도를 두 배로 늘리면 절삭력이 약 70% 증가합니다.
- 절삭 속도를 두 배로 늘리면 절삭력이 감소하지만 이 감소는 점진적입니다.
이 관계는 절삭 속도를 증가시키면서 절삭력에 크게 영향을 미치지 않기 위해 G99(회전당 이송)를 사용하는 가공 전략이 선호되는 이유를 설명합니다.
4. 온도 지시기로서의 칩 색상
다른 칩 색상은 다른 온도 범위에 해당합니다:
- 흰색 칩은 200°C 이하의 온도를 나타냅니다.
- 노란색 칩은 220–240°C 사이의 온도를 나타냅니다.
- 짙은 파란색 칩은 약 290°C에서 발생합니다.
- 파란색 칩은 320–350°C 사이의 온도를 나타냅니다.
- 보라색 또는 검은색 칩은 500°C를 초과하는 온도에서 발생합니다.
- 빨간색 칩은 800°C 이상의 극한 온도를 나타냅니다.
이 색상 지표는 기계공이 최적의 절삭 온도를 유지하는 데 도움을 주며, 이는 재료의 무결성을 유지하고 공구 마모를 방지하는 데 중요합니다.
5. 오목한 호를 선삭할 때의 정밀도
오목한 호를 선삭할 때 실제 측정값(X)이 의도한 직경(Y)과 크게 다를 경우 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, X가 Y보다 0.8mm 이상 크면 선삭 공구가 호의 시작점에 마찰을 일으켜 표면 손상이나 치수 오류를 초래할 수 있습니다. 52도 소형 절삭날 각도를 가진 공구와 같은 올바른 공구 기하학을 사용하면 이 문제를 피할 수 있습니다.
6. FANUC 시스템에서의 일반적인 G-코드
CNC 시스템의 G-코드를 이해하는 것은 효율적인 가공을 위해 필수적입니다. FANUC 시스템에서 일반적인 G-코드는 다음과 같습니다:
- G21: 미터법 입력 모드.
- G54: 기본 작업 좌표계.
- G96/G97: 일정한 표면 속도 제어.
- G99: 회전당 이송.
- G80: 캔 사이클 취소.
- G40: 공구 코 반경 보상 취소.
각 코드는 특정 기능을 수행하며 운영자가 가공 프로세스의 다양한 측면을 제어하는 데 도움을 줍니다. 예를 들어, G96을 사용하여 표면 속도를 제어하면 직경의 변동에 관계없이 전체 공작물에 걸쳐 일관된 마감을 보장할 수 있습니다.
7. 나사 절삭 속도 계산
나사산을 절삭할 때 최적의 스핀들 속도를 결정하기 위한 일반적인 공식은 S = 1200 / 피치 안전 계수(일반적인 안전 계수는 0.8)입니다. 적절한 스핀들 속도는 깨끗하고 정밀한 나사 프로파일을 보장하고 특히 고정밀 응용 분야에서 공구 마모를 최소화합니다.
8. 나사 피치 표준
외부 나사산에서는 피치가 일반적으로 **명목 피치(P)의 1.3배**이며, 내부 나사산은 **1.08P**의 피치를 사용합니다. 이러한 차이를 이해하는 것은 조립 시 외부 및 내부 나사산이 제대로 맞물리도록 하고 엄격한 공차를 달성하는 데 중요합니다.
9. 챔퍼링을 위한 수동 공구 코 반경 보상
수동으로 챔퍼링할 때, 정확한 가공을 위해 공구 코 반경 보상을 계산하는 것이 중요합니다. 아래에서 위로 챔퍼링할 때:
- Z = R * (1 - tan(a/2))
- X = R * (1 - tan(a/2)) * tan(a)
위에서 아래로 챔퍼링할 때 공식이 약간 변경되지만 원리는 동일합니다. 올바른 보상은 정확한 각도와 표면 간의 매끄러운 전환을 보장합니다.
10. 절삭 속도와 힘이 공구 수명에 미치는 영향
절삭 속도와 절삭력의 관계는 공구 수명에 중요합니다. 이송 속도가 일정하게 유지되는 동안 절삭 속도가 증가하면 절삭력이 감소합니다. 그러나 높은 절삭 속도는 생성된 열이 증가하여 공구 마모를 가속화할 수 있습니다. 절삭력과 내부 응력이 공구의 용량을 초과하면 치명적인 공구 파손이 발생할 수 있습니다.
11. 증가된 이송을 보상하기 위한 스핀들 속도 조정
이송 속도가 0.05mm 증가할 때마다 스핀들 속도를 50–80 RPM 줄입니다. 이 감소는 증가된 절삭력과 더 높은 이송으로 생성된 열을 상쇄하여 공구 마모를 보다 균형 있게 하고 공구 파손을 방지합니다.
12. CNC 선반 가공에서의 특별 고려사항
CNC 선반을 사용할 때 다음 요소를 염두에 두십시오:
- 많은 경제적인 CNC 선반은 무단 속도 제어를 위한 가변 주파수 드라이브(VFD)를 사용하며, 이는 저속에서 토크 문제를 일으킬 수 있습니다.
- 특히 마무리 작업 중에는 도구가 단일 사이클에서 전체 작업을 완료할 수 있도록 하십시오.
- G96을 사용하여 표면 속도를 제어하고 다양한 직경에서 일관된 마감을 유지합니다.
또한 CNC 선반에서 나사 가공 시 더 높은 속도를 사용하여 매끄럽고 고품질의 나사를 보장해야 합니다.
13. 홈 가공 중 진동 및 공구 파손
홈 가공은 종종 과도한 절삭력과 불충분한 공구 강성으로 인해 진동과 공구 파손을 유발합니다. 짧은 공구 돌출, 더 큰 릴리프 각도 및 더 넓은 인서트를 사용하면 공구 강성을 개선하고 고장 가능성을 줄일 수 있습니다. 홈 가공 도구를 선택할 때 도구 크기와 견딜 수 있는 절삭력 간의 균형을 고려하십시오.
14. 홈 가공 중 진동의 원인
진동의 일반적인 원인은 다음과 같습니다:
- 공구 돌출이 너무 길어져 강성이 감소합니다.
- 기계 강성이 불충분하여 공구가 기계가 처리할 수 있는 것보다 더 많은 절삭력을 처리하게 됩니다.
- 느린 이송 속도는 단위 절삭력을 증가시키고 진동을 유발합니다.
스핀들 속도를 높이거나 더 강력한 기계 설정을 사용하여 이러한 문제를 완화할 수 있습니다.
15. 시간 경과에 따른 치수 불안정성
부품 배치를 가공할 때 도구 마모로 인해 몇 시간 후 치수가 드리프트하기 시작할 수 있습니다. 도구가 마모되면 절삭력이 증가하여 공작물이 척에서 이동하여 치수가 불안정해질 수 있습니다. 도구 상태를 정기적으로 점검하고 클램핑력을 재조정하면 장시간 동안 치수 정확도를 유지할 수 있습니다.
16. FANUC 서브프로그램 형식
FANUC 시스템에서는 서브프로그램을 두 가지 방식으로 형식화할 수 있습니다:
- P0000000: 처음 세 자리는 사이클 수를 나타내고, 마지막 네 자리는 프로그램 번호를 나타냅니다.
- P0000L000: 처음 네 자리는 프로그램 번호를 나타내고, 그 뒤에 사이클 수가 옵니다.
이 형식을 이해하면 프로그램 관리를 간소화하고 오류를 방지할 수 있습니다.
17. G71 시퀀스 번호 제한
G71을 사용한 거친 가공 사이클에서는 P 및 Q 값이 프로그램의 시퀀스 번호를 초과하지 않도록 해야 합니다. FANUC 시스템에서 이러한 한계를 초과하면 G71-G73 형식이 잘못되었다는 경고가 발생합니다.
18. 깊은 구멍 드릴링
깊은 구멍을 드릴링할 때 칩 홈을 연마하지 않아 칩 배출 효율성을 유지하십시오. 적절한 칩 배출은 공구 파손을 방지하고 깨끗하고 정확한 깊은 구멍을 보장하는 데 매우 중요합니다.
19. Z 방향에서 호 오프셋
호 시작점이 동일하게 유지되지만 Z 방향이 "a" mm만큼 오프셋되면 호의 기본 직경이 a/2만큼 이동합니다. 이 원칙은 기계공이 전체 기하학을 변경하지 않고도 부품 치수를 정확하게 조정할 수 있도록 도와줍니다.
20. 구멍 직경 수정
드릴링 중 드릴을 회전시킴으로써 기계공은 드릴링되는 구멍의 직경을 조정할 수 있습니다. 이 방법은 도구를 교체하지 않고도 소규모 직경 조정이 필요한 맞춤형 가공 응용 분야에서 특히 유용합니다.
21. 재료 로딩 옵션
CNC 기계에 재료를 공급할 때 세 가지 주요 옵션이 있습니다:
- 설정당 한 부품.
- 설정당 두 부품.
- 전체 바 공급.
각 방법은 사용되는 재료와 공작물의 크기에 따라 장점이 있습니다.
22. 스테인리스강 드릴링
스테인리스강을 드릴링할 때는 작은 센터 드릴을 사용하여 적절한 절삭 동작을 보장합니다. 코발트 드릴의 경우 드릴링 과정에서 풀림을 방지하기 위해 칩 홈을 연마하지 마십시오.
23. 서브프로그램 대신 매크로 프로그램 사용
매크로 프로그램은 특정 시스템에서 서브프로그램을 대체하여 프로그램 수를 줄이고 프로그램 관리를 단순화할 수 있습니다. 매크로를 사용하면 서브프로그램 호출과 관련된 많은 일반적인 오류도 제거됩니다.
24. 나사에서 타원형 문제 해결
나사 가공 중 타원형이 발생하면 공작물이 척에서 느슨해졌을 수 있습니다. 이러한 경우 나사 가공 공구로 추가 나사 가공 패스를 수행하여 문제를 해결할 수 있습니다.
25. 드릴 프레스에서 직경 편차 최소화
드릴 프레스로 직접 드릴링할 때 직경 편차가 발생할 수 있습니다. 그러나 리밍을 통해 구멍을 가공하면
허용 오차 내의 직경 편차.
26. 공구 문제 식별
외부 나사의 일반적인 문제는 과도한 절삭력으로 인한 공구 파손입니다. 이를 방지하기 위해 기계공은 절삭력을 면밀히 모니터링하고 공구 파손을 방지하기 위해 필요에 따라 공구를 교체해야 합니다.
27. 고속 이송 속도 관리
고속 이송 속도로 작동할 때 스핀들 속도를 줄이면 증가된 절삭력을 균형 있게 조정할 수 있습니다. 이송이 0.05mm 증가할 때마다 스핀들 속도를 50–80 RPM 줄입니다.
28. 선삭 중 공구 수명 이해
선삭 작업 중 절삭 속도를 높이면 절삭력을 줄일 수 있지만 공구 마모도 가속화됩니다. 반대로 낮은 절삭 속도는 공구 수명을 연장하지만 이송 속도가 너무 높으면 절삭력이 증가할 수 있습니다.
29. 표면 마감 및 공구 형상
공구 형상은 가공된 부품의 표면 마감을 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. 적절한 경사각, 클리어런스 각도 및 가장자리 준비가 있는 공구를 사용하면 버를 최소화하고 매끄러운 표면 마감을 보장하여 고정밀 가공 작업에서 매우 중요합니다.
이 29가지 CNC 가공 팁을 이해함으로써 초보자와 전문가 모두 무역에 대한 더 깊은 통찰력을 얻고 효율성을 개선하며 일반적인 함정을 피할 수 있습니다. CNC 가공에 관여하는 모든 사람에게 이러한 원칙을 숙달하면 기능이 크게 향상되어 더 나은 품질의 제품과 더 효율적인 워크플로로 이어질 것입니다.
