CNC 가공을위한 CNC 기계 부품을 설계하는 방법은 무엇입니까?

컴퓨터 수치 제어 (CNC) 가공은 효율적인 차수 제조 기술로서 수많은 고속 및 정확한 공작 기계에 의존하여CNC 기계 부품.이 과정에서 자료는 절단, 드릴링, 베벨 링 및 슬롯과 같은 다양한 방법을 통해 점차적으로 제거되어 원하는 형태의 형태를 달성합니다.CNC 기계 부품.

최상의 처리 효과를 달성하기 위해서는 설계 단계에서 CNC 가공의 특성을 완전히 고려해야합니다. 이 기사에서는 다양한 유형의 CNC 공작 기계를 간략하게 설명하고 몇 가지 주요 설계 지점을 탐구 할 것입니다.

CNC 가공 분야에는 다양한 유형의 CNC 공작 기계가 있으며 각각 고유 한 응용 프로그램과 장점이 있습니다. 다음은 몇 가지 일반적인 CNC 공작 기계와 그 특성입니다.

선반:복잡한 원통형 모양을 제조하기 위해 특별히 설계되었으며 비용 효율성으로 인해 많은 디자인이 선호됩니다. 이러한 공작 기계에서는 절단 도구가 고정 상태로 유지되는 동안 재료는 계속 회전합니다. 원하는 형상은 물질의 회전 속도뿐만 아니라 공구의 움직임 및 공급 속도를 정확하게 제어하여 생성됩니다.

수직 밀링 머신 :스핀들 축은 기계 베드에 수직입니다. 선반과 달리 여기 절단 도구가 움직입니다. 이 설계를 통해 수직 밀링 머신은 드릴링, 밀링 및 윤곽 절단과 같은 다양한 절단 작업을 수행 할 수 있습니다.

수평 밀링 머신 : 절단 도구는 수평 스핀들에 설치되며 많은 양의 재료를 제거해야하거나 정밀 요구 사항이 높지 않은 경우에 적합합니다. 이 유형의 공작 기계는 곰팡이 제조 및 기계 부품 처리와 같은 분야에서 널리 사용됩니다.

행성 :수직 밀링 머신과 유사하지만 작동 영역의 비율이 다르고 기계. 플래너의 절단 도구는 부품이 고정되어있는 동안 기계 베드에 수직입니다. 이 디자인은 큰 부품을 가공 할 때 플래너를보다 효율적으로 만듭니다.

CNC 가공 공정 에서이 공작 기계에는 고체 금속 또는 플라스틱 블록에서 재료를 제거하기위한 다양한 고속 절단 도구가 장착되어 있습니다. 이 절단 도구에는 일반적으로 원통형 핸들과 특정 팁 모양과 제한된 절단 길이가 있습니다. 재료가 공작물에서 제거되면 공구의 형상이 부품으로 전송되므로 CNC 기계 부품의 내부 특징은 일반적으로 필렛 반경을 갖습니다.

부품 비용에 직접적인 영향을 미치기 때문입니다. 재료를 선택할 때는 경도, 강성, 화학 저항, 기타 기계적 및 미적 특성을 고려해야합니다.

기계식 가공에서 일반적으로 사용되는 금속 재료에는 강철, 알루미늄, 황동 및 구리가 포함됩니다. 가장 일반적으로 사용되는 금속 인 강철은 특성이 탄소 및 합금의 함량에 의해 결정되므로 광범위한 응용 분야를 제공합니다. 가벼움과 부식 저항으로 유명한 알루미늄은 종종 체중 감소가 필요한 응용 분야에서 사용됩니다. 고강도, 높은 가공성 및 부식 저항에 선호되는 황동은 유압 커넥터 및 저속 구성 요소의 제조에 종종 사용됩니다. 구리는 전기 전도성이 우수하여 전기 제품의 위치를 ​​발견했습니다. 한편, 좋은 부식 저항은 라디에이터, 지붕 및 배수 도랑과 같은 응용 분야에서도 잘 작동합니다.

적절한 공차 제어는 부품의 정확성과 교환 성을 보장 할 수 있으며, 합리적인 맞춤 설계는 부품의 성능 및 서비스 수명을 최적화 할 수 있습니다. 이러한 모든 설계 지점은 특정 응용 프로그램 요구 사항 및 재료 속성에 따라 포괄적으로 고려해야합니다.

차량의 후면 액슬에있는 다중 베어링의 기하학적 공차는 설계 프로세스 중에 엄격하게 제어되어야합니다. 주어진 차원의 허용 가능한 범위를 정의하는 핵심 개념으로서 공차는 기계 설계에서 중요한 역할을합니다. 전반적인 공차 표준이 명확하지 않은 경우, 대부분의 기계 워크샵은 ± 125 밀리미터의 표준 공차를 채택합니다. 그러나 특정 응용 프로그램의 경우보다 엄격한 공차 표준을 정의하는 것이 종종 중요합니다.

공차의 특정 적용으로 적합한 것은 일반적으로 세 가지 범주로 분류됩니다.클리어런스 맞춤, 전환 착용 및 간섭 적합성. 클리어런스 피팅을 사용하면 어셈블리 중에 두 부분이 미끄러지거나 회전 할 수 있으며 간섭 피팅은 완전한 어셈블리 또는 분해에 대한 저항을 극복해야합니다. 샤프트와 베어링 사이의 적합에서, 전환 적합 또는 미세 조정 맞춤은 샤프트의 설계 유연성을 보장하기위한 일반적인 선택이다.

또한, 케이싱 설치 동안 모공의 제어도 매우 중요합니다.프레임에 쉘을 견고하게 설치 해야하는 경우 특정 갭 요구 사항을 충족하기 위해 기공 크기를 정확하게 제어해야합니다. 그러나, 다중 하우징이 긴 샤프트를 통해 연결될 때와 같은보다 복잡한 어셈블리 시나리오에서, 설치 구멍의 균일 한 통관과 샤프트 베어링의 동심성을 보장하는 방법은 새로운 도전이된다. 이 시점에서 기하학적 치수 및 공차 (GD & T)의 적용이 특히 중요해집니다.

다음으로, 기계 설계에서 구멍과 실의 적용과 공차 및 적합과의 상관 관계를 탐색 할 것입니다.

CNC 기계 부품의 스레드 홀은 기계 설계의 주요 요소 중 하나입니다.. 시추 과정에서 바닥 구멍을 평평하게 할 필요가 없다면 전문 도구를 사용할 필요가 없도록 깊이를 엄격하게 제어해야합니다. 확장 구멍의 경우, 구멍은 각각 부품의 양쪽에서 뚫을 수 있지만, 두 구멍의 회의 지점에서 발생할 수있는 불일치 문제에주의를 기울여야합니다. 이것은 비품에 의해 해결 될 수 있지만 비용이 증가합니다. 가장자리에서 드릴링 할 때 드릴 비트 파손 및 표면 마감 문제를 피하기 위해 드릴 비트의 전체 직경이 부품 내에 포함되도록해야합니다.

스레드를 만들 때 선택할 수있는 세 가지 주요 방법이 있습니다.탭 절단, 탭 및 스레드 밀링 커터 형성. 나사산 구멍의 유형의 경우 구멍을 통해 탭이 부품을 완전히 통과하고 정확한 나사 형성을 보장 할 수 있으므로 최선의 선택입니다. 블라인드 구멍을 사용하는 경우, 실 길이는 구멍 바닥의 공칭 직경의 5 배 증가해야합니다. 또한, 적절한 스레드 크기를 선택하는 것이 중요합니다. 탭이 작은 탭은 생산 공정에서 파손 위험을 증가시킬 수 있으므로 중요합니다.

스레드 깊이를 계획 할 때는 비용을 줄이고 부품의 정확성을 보장하기 위해 필요한 길이 만 처리해야합니다. 동시에, 인용문에 포함 된 스레드가 디자인과 일치하고 혼란과 오해를 피하기 위해 자세한 그리기 정보를 제공하는 것은 필수 불가결 한 것입니다.

마지막으로, 모따기 및 필렛은 또한 CNC 기계 부품 설계에서 고려해야 할 요소입니다..

그들은 부품의 가장자리와 모서리에서 과도기 역할을 수행하여 부품의 외관 품질과 실용성을 향상시키는 데 도움이됩니다.

CNC 가공의 중요한 기술로서 모따기는 두 개의 날카로운 모서리의 교차점에 대한 경사를 포함합니다. 이 단계는 볼트를 구멍에 더 매끄럽게 삽입 할 수 있도록하는 등 어셈블리 프로세스를 단순화하고 날카로운 모서리를 처리 할 때 발생할 수있는 부상의 위험을 줄 이도록 설계되었습니다.

필렛은 부품의 내부 또는 외부 모서리에서 반올림 처리를 말하며, 이는 일반적으로 절단 도구의 반경에 의해 결정됩니다. 가공 공정에서는 CNC 가공 공정을 더 매끄럽고 효율적으로 만들기 때문에 도구 반경보다 부품의 반경을 더 크게 유지하는 것이 중요합니다.

또한 모따기와 디버 링을 구별해야합니다. 정비공은 부품의 가장자리를 깨뜨려 버를 제거하지만 특정 치수가 필요한 경우 재료가 모습합니다. 모사일 때 특별한 요구 사항이없는 한 모서리는 45 도로 유지해야합니다.

내부 둥근 모서리의 디자인도 매우 중요합니다. 대형 직경 절단 도구를보다 효율적으로 사용하려면 내부 필레가 가능한 한 커야합니다. 그러나 도구가 파손되는 것을 방지하기 위해 반경이 캐비티 깊이의 3 분의 1 이상이어야한다는 점에 유의해야합니다.

CNC 가공은 일반적으로 네 가지 기본 단계로 구성됩니다. 채택 된 가공 프로세스에 관계없이 다음 절차를 따라야합니다.

►1 단계 : CAD 모델을 설계하십시오

CNC 가공의 첫 번째 단계는 제품의 2D 또는 3D 모델을 만드는 것입니다. 설계자는 일반적으로 AutoCAD, SolidWorks 또는 기타 CAD (컴퓨터 보조 설계) 소프트웨어를 사용하여 정확한 제품 모델을 구축합니다. 보다 복잡한 부분의 경우 3D 모델링은 공차, 구조 선, 스레드 및 어셈블리 인터페이스와 같은 제품 기능을보다 명확하게 제시 할 수 있습니다.

►2 단계 : CNC 호환 형식으로 변환합니다

CNC 공작 기계는 CAD 파일을 직접 인식 할 수 없습니다. 따라서 Fusion 360, MasterCam 등과 같은 CAM (Computer Aided Manufacturing) 소프트웨어는 CAD 모델을 CNC 호환 수치 제어 코드 (예 : G 코드)로 변환하는 데 사용해야합니다. 이 코드는 공작 기계 도구를 안내하여 처리 경로, 피드 속도 및 공구 이동 궤적과 같은 정확한 매개 변수를 실행하여 처리의 정확성을 보장합니다.

►3 단계 : 적절한 공작 기계 도구를 선택하고 처리 매개 변수를 설정합니다.

CNC 기계 부품의 재료, 모양 및 처리 요구 사항에 따라 적절한 CNC 공작 기계 (예 : CNC 밀링 머신, 선반, 그라인더 등)를 선택하십시오. 그런 다음 운영자는 다음 준비를 수행해야합니다.

절단 도구를 설치하고 보정하십시오

처리 속도, 피드 속도 및 절단 깊이와 같은 매개 변수 설정

처리 중에 편차를 방지하기 위해 공작물이 단단히 고정되어 있는지 확인

►4 단계 : CNC 가공을 수행합니다

모든 준비 작업이 완료되면 CNC 공작 기계는 사전 설정 수치 제어 프로그램에 따라 처리 작업을 수행 할 수 있습니다. 처리는 완전히 자동화됩니다. 절단 도구는 부품이 형성 될 때까지 세트 궤적을 따라 재료를 절단합니다.

5 단계 : 품질 검사 및 후 처리

처리가 완료된 후 품질 검사CNC 기계 부품치수 정확도와 표면 품질이 설계 요구 사항을 충족하도록해야합니다. 탐지 방법에는 다음이 포함됩니다.

치수 측정 :치수 검사는 캘리퍼, 마이크로 미터 또는 좌표 측정 기계 (CMM)를 사용하여 수행됩니다.

표면 마감 검사 : 추가 연마 또는 스프레이 처리가 필요한지 확인하려면 CNC 기계 부품의 표면 거칠기를 확인하십시오.

어셈블리 테스트 : CNC 기계 부품을 다른 구성 요소로 조립 해야하는 경우 호환성을 보장하기 위해 조립 테스트를 수행해야합니다.

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