제조업은 끊임없이 발전하고 있습니다. CNC 가공의 효율성이 점점 더 중요해지고 있습니다. 생산 주기를 단축하고 부품 비용을 절감하는 것이 매우 중요합니다. 제조업체 부품의 품질과 공급량에만 관심이 있을 뿐, 생산 효율을 어떻게 향상시킬지는 고려하지 않습니다. 따라서 생산 비용이 높아지고, 이는 장기적인 사업에 도움이 되지 않습니다.
이 기사에서는, Yonglihao Machinery CNC 가공을 최적화하여 효율성을 높이는 방법을 논의합니다. 특히 매개변수 설정과 고급 전략에 중점을 두고, 이를 통해 효율성을 향상시키면서 고품질 생산을 달성하는 데 도움을 드립니다.
목차
CNC 가공 이해
CNC 가공 CNC 가공은 자동화 기술의 일종입니다. 컴퓨터를 사용하여 기계의 공구를 제어합니다. 이 공구는 부품 작업을 수행합니다. CAM 소프트웨어의 사전 프로그래밍된 명령을 사용하여 특정 경로와 가공 매개변수에 따라 공작물을 가공하도록 공작 기계를 제어합니다. 이를 통해 고정밀 및 고효율 가공 공정을 실현할 수 있습니다. 따라서 CNC 가공은 현대 제조에서 필수적이고 중요한 가공 기술이 되었습니다.
CNC 공작 기계 공작기계는 다음과 같은 주요 부품을 가지고 있습니다. 공작기계, CNC 시스템, 동력 시스템, 공구, 공구 교환 시스템, 그리고 기타 장치들입니다. 공작기계는 호스트라고도 합니다. 일반적으로 베드, 스핀들, 테이블, 그리고 이동 부품의 네 가지 주요 부품으로 구성됩니다. 수치 제어 시스템은 컨트롤러, 컴퓨터, 그리고 프로그래밍 장비로 구성됩니다. 동력 시스템은 구동 시스템과 스핀들 드라이브, 그리고 두 부분으로 구성됩니다. 공구 및 공구 교환 시스템은 자동 공구 교환을 위한 공구 및 공구 매거진으로 구성됩니다. 보조 장치는 냉각 시스템, 윤활 시스템, 그리고 고정구의 세 부분으로 구성됩니다. 컴퓨터 시스템은 CNC 공작기계를 제어하며, 연속적인 자동 작동을 가능하게 하고 높은 정밀도를 유지합니다.
CNC 가공 매개변수 최적화의 중요성
CNC 가공은 이제 다음과 같은 분야에서 널리 사용됩니다. 항공우주, 자동차 제조, 그리고 전자제품. 제조에서 그 중요성은 분명합니다. 일부 제품은 이제 더욱 강력해졌습니다. 이로 인해 부품의 정밀성과 표면 품질에 대한 요구가 높아졌습니다. 따라서 이러한 정밀성을 높이기 위해 CNC 매개변수를 최적화하는 것이 매우 중요합니다.
CNC 가공 매개변수를 최적화하면 품질, 속도 및 납품 시간이 향상됩니다. 공구 수명이 연장되고 비용을 절감하다또한, 정밀하고 반복 가능한 부품을 생산하고 기업 전체의 역량을 향상시킵니다. 또한 경쟁력을 강화하고 장기적인 성장을 지원합니다.
CNC 가공에서 최적화해야 할 주요 매개변수
CNC 가공 과정에서 절삭 매개변수 설정은 가공 부위마다 다를 수 있습니다. 완성된 부품의 가공이 최상의 상태를 유지하도록 하려면 절삭 속도, 이송 속도, 공급 깊이, 공구 반경 보정, 그리고 툴 경로는 최상의 결과를 얻을 수 있도록 최적화되고 설계되어야 합니다.
절삭 속도
절삭 속도는 공구와 공작물의 상대적인 선형 속도입니다. 이 속도로 공구가 가공면을 따라 단위 시간당 이동하는 거리를 측정합니다. 절삭 속도는 효율, 품질, 공구 수명에 직접적인 영향을 미칩니다. 공구 재질, 공작물 재료, 그리고 처리 유형 주로 속도에 영향을 미칩니다. 다른 요소도 중요합니다. 각 재료와 도구에 맞는 적절한 속도를 선택해야 합니다.
가공물의 재질은 절삭에 영향을 미칩니다. 단단한 재질은 절삭 속도가 낮아야 하고, 부드러운 재질은 절삭 속도가 높아야 합니다. 좋은 공구 재질은 내마모성이 뛰어나고 열을 잘 전달합니다. 이러한 소재는 높은 절삭 속도에서도 사용할 수 있습니다. 황삭 및 정삭 가공 시에는 일반적으로 황삭 가공 속도가 더 높습니다.
일반적으로 공구 제조업체의 매개변수에 따라 절삭 속도를 선택할 수 있습니다. 그런 다음 가공물을 사용하여 절삭을 테스트합니다. 최상의 결과를 얻으려면 매개변수를 계속 조정하십시오.
공급 속도
이송 속도는 가공 공정에서 공구가 공작물 표면을 따라 이동하는 속도, 즉 분당 이동 거리(일반적으로 밀리미터/분 또는 인치/분)를 의미합니다. 또한, 이송 속도는 절삭력, 칩 형성, 표면 온도, 가공 표면 품질에도 영향을 미칩니다.
이송 속도가 너무 높거나 낮으면 가공 공정에 악영향을 미칠 수 있습니다. 이송 속도가 높으면 절삭력이 너무 강해질 수 있습니다. 이 힘은 공작물을 변형시키고 절삭력을 감소시킵니다. 표면의 품질이송 속도가 너무 낮으면 가공 효율이 떨어지고 생산 주기가 길어집니다. 따라서 이송 속도는 절삭 유형, 공작물 재질 특성, 공구 등을 고려하여 결정해야 합니다. 일반적으로 전처리 과정과 공작물 시험 절삭을 통해 경험과 공구 제조업체 매뉴얼을 바탕으로 적절한 이송 속도를 결정해야 합니다.
절삭 깊이
가공된 표면과 가공될 표면 사이의 거리는 공작물을 절삭할 때 절삭 깊이입니다. 이는 공구가 매번 공작물을 절삭할 때의 깊이입니다. 절삭력은 절삭력, 온도, 표면 품질, 공구 수명 등 절삭 공정에 직접적인 영향을 미칩니다. 다시 말해, 공작물에 대한 반경 방향 거리를 나타냅니다. 밀링은 공작물의 축 방향으로 절삭된 거리를 나타냅니다.
일반적으로 가공물 소재, 공구 소재, 가공 유형, 기계 동력, 기계 강성 냉각수 및 기타 요인은 절삭 깊이 선택에 영향을 미치므로 적절한 절삭 깊이를 선택하려면 먼저 영향을 미치는 요인에 따라 깊이 매개변수를 사전 설정한 다음 가공물을 테스트 절삭하여 매개변수를 미세 조정하고 마지막으로 여러 번의 절삭 결과를 기록하고 절삭 깊이를 지속적으로 최적화하여 최적의 절삭 깊이를 달성함으로써 가공 효율성을 최적화하고 가공물 품질을 개선하며 공구 수명을 연장할 수 있습니다.
공구 반경 보정
공구 반경 보정은 공구 반경으로 인해 발생하는 오차를 보정합니다. 공작물의 크기 형상이 설계와 일치합니다. 공구 반경 보정에는 두 가지 주요 모드가 있습니다. 좌측 보정(G41)과 우측 보정(G42)입니다. 우측 보정은 공구가 공작물 형상의 좌측에 위치할 때 사용되며, 우측 보정의 반대 방향도 마찬가지입니다. 공구 반경 보정은 공구 반경을 정확하게 측정하여 입력하고, 보정값을 동적으로 조정하며, 프로그램을 최적화함으로써 최적화할 수 있습니다. 공구 반경 보정을 최적화하면 가공 정확도와 효율을 향상시키고 가공 오류를 줄일 수 있습니다.
툴 경로 최적화
공구 경로를 최적화하면 CNC 가공 효율성과 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다. CAM 소프트웨어를 사용하여 공작물 형상을 기반으로 공구 경로를 생성하세요. 그런 다음, 공구 경로를 시뮬레이션하여 문제점을 찾아 해결하고 효율성을 높이세요. 이를 통해 빈 스트로크와 공구 파손을 방지할 수 있습니다.
먼저, CAM 소프트웨어를 사용하여 경로 시뮬레이션에 가장 적합한 공구 경로를 찾습니다. 이를 통해 경로에 충돌이나 간섭이 발생하지 않도록 합니다. 그런 다음, 나선형 이송 및 점진적 후퇴 전략을 사용하여 이송 및 후퇴 경로를 최적화합니다. 그런 다음, 가공 공정을 합리화하여 공회전을 줄입니다. 마지막으로, 실제 상황에 맞게 가공 매개변수를 조정하여 최적의 경로를 얻습니다.
공구 마모 패턴 및 공구 수명
CNC 가공에서 공구 마모는 가공 효율을 측정하는 중요한 지표입니다. 공구 수명을 계산하는 중요한 방법이지만, 부품의 품질에도 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 공구 마모는 완제품의 치수 정확도를 떨어뜨리고 표면 강도를 약화시킵니다. 이는 궁극적으로 공구와 가공물 사이의 진동 증가로 이어져 가공물을 손상시킵니다. 대부분의 경우 이러한 결과는 효율을 저하시킵니다.
공구 마모는 직접법과 간접법 모두로 측정할 수 있습니다. 직접법을 사용할 경우, 진동, 이송력, 음향, 표면 질감 등 다양한 신호의 영향을 추측해야 합니다. 간접법은 교정된 공구를 사용하여 공구 마모 면적을 측정하는 것입니다.
CNC 기계 제어 시스템이 공구 수명이 짧아지고 있음을 감지하면 작업자는 설정을 변경하여 공구 수명을 연장할 수 있습니다. 절삭 속도, 이송, 윤활유 방출 등을 변경할 수 있습니다.
재료 제거율(MRR)
재료 제거율(MRR)은 CNC 가공 효율을 측정하는 지표입니다. 일정 시간(일반적으로 분당) 동안 소재 표면에서 제거되는 재료의 양을 나타냅니다. MRR이 높으면 시스템 효율이 높고, 낮으면 시스템 효율이 낮음을 나타냅니다.
MRR은 이송 속도, 절삭 속도, 절삭 깊이의 조합에 영향을 받습니다. 예를 들어, 절삭 속도가 느리면 MRR 효율이 낮아집니다. 공구가 파손되고, 표면 조도가 불량하며, 생산 속도가 느려지기 때문입니다. 반면, 최적의 절삭 속도는 효율적인 MRR을 보장합니다.
분당 회전수(RPM)
회전 속도는 분당 회전수(RPM)로 측정할 수 있습니다. 이 수치는 스핀들이 세로축(스핀들)을 중심으로 분당 얼마나 회전하는지를 나타냅니다. RPM은 표면 속도에 영향을 미칩니다. 동일한 림 표면 속도에서 더 큰 드릴은 작은 드릴보다 더 느린 RPM이 필요합니다. 예를 들어, 직경 3mm(1/8인치) 미만의 드릴은 파손 없이 잘 절삭하려면 12,000RPM 이상이 필요합니다. 더 큰 드릴은 더 낮은 속도가 필요합니다.
RPM은 공구 크기에만 영향을 받는 것이 아닙니다. 가공되는 합금의 종류와 경도, 그리고 가공 공정 또한 중요합니다. 즉, 드릴링 또는 절삭되는 각 물체는 최적의 표면 속도를 가져야 합니다. 드릴 셋업에서 적절한 드릴 RPM을 찾는 방법은 다섯 가지가 있습니다. 일반적으로 사용되는 다섯 가지 방법은 다음과 같습니다.
- CAM 소프트웨어에 내장된 RPM 계산
- 전용 계산기 앱
- 운영자 경험
- 표준 공식(RPM은 표면 속도에 4를 곱한 후 드릴 직경으로 나눈 값)
- RPM 차트
더욱 심층적인 통찰력을 위한 고급 지표
폐기율 및 부품 적합율
스크랩률은 일정 기간 동안 생산된 제품 중 설계 요건을 충족하지 못해 폐기되는 제품의 수를 말합니다. 다시 말해, 스크랩은 불량 부품을 만드는 데 낭비되는 시간을 의미합니다. 높은 스크랩률은 금속 제조 또는 가공 공정의 여러 단계에서 문제가 발생했음을 의미합니다. 간단히 말해, CNC 가공의 효율성을 저하시킵니다.
이와 반대되는 개념이 부품 합격률입니다. 부품 수율은 주어진 시간 내에 얼마나 많은 합격 부품이 생산되는지를 나타냅니다. 부품 합격률이 높을수록 CNC 가공의 효율성이 매우 높다는 것을 의미합니다.
전체 장비 운영
전체 장비 효율(OEE)은 기계의 작동 상태를 평가하는 방법입니다. 기계 부품 고장과 같은 문제가 발생하면 기계의 성능이 저하될 수 있습니다. OEE는 숫자로 표현되며, 기계 가용성, 부품 품질, 성능 효율 등 여러 요소를 종합적으로 고려하여 산출됩니다. 기계 가용성을 파악하려면 설정 시간, 공구 교환 주기, 가동 중단 시간, 유지보수 가동 중단 시간, 그리고 가동 시간을 살펴봐야 합니다.
얼마나 많은 전력 또는 에너지가 사용됩니까?
CNC 가공의 효율성을 측정하는 현대적인 방법 중 하나는 사용되는 전력이나 에너지를 확인하는 것입니다. 이는 CNC 기계의 작동 빈도를 파악하는 좋은 방법입니다. 기계가 오래 작동할수록 더 많은 에너지를 사용합니다. 마찬가지로, 기계가 오래 작동할수록 더 많은 제품이 생산됩니다. 이는 기계의 효율성이 높아짐을 의미합니다. 에너지 소비량이 낮다는 것은 일반적으로 기계가 짧은 시간 동안만 작동한다는 것을 의미합니다. 따라서 생산량이 줄어듭니다. 간단히 말해, 에너지 소비량이 낮다는 것은 생산성이 낮다는 것을 의미합니다.
부품당 비용
부품당 비용을 계산하려면 총 생산 비용을 부품 수로 나누세요. 부품당 비용이 낮을수록 더 많은 부품이 생산됩니다. 이는 또한 생산 공정의 효율성이 높아짐을 의미합니다. 반면, 부품당 비용이 높을수록 더 적은 부품이 생산됩니다. 이는 또한 생산 공정의 효율성이 낮아짐을 의미합니다.
품질 관리 및 장비 유지 관리
CNC 가공에서는 품질 관리와 장비 유지보수가 핵심입니다. 이는 가공 정확도와 안정성을 보장하며, 최종 부품의 품질에 직접적인 영향을 미칩니다.
품질 관리
가공 품질 관리 다음의 네 가지 측면에서 수행될 수 있습니다.
- 피프로세스 제어: 공정 제어는 절삭력, 진동, 온도를 실시간으로 모니터링합니다. 센서와 모니터링 시스템을 통해 문제를 조기에 감지하여 조치를 취할 수 있습니다.
- 품질경영시스템 구축 프로세스: ISO9001 품질 경영 시스템을 구축하고, 완벽한 품질 관리 프로세스와 기록 카드를 구축하여 모든 부품의 추적 및 검색을 보장할 것입니다.
- 통제를 위한 전문 검사관 배치: 가공 현장에 전문 검사관을 배치하여 언제든지 부품의 첫 번째, 중간, 마지막 검사를 담당합니다. 검사 기록을 작성하고 가공 문제를 분석합니다. 또한 제조 엔지니어가 가공 매개변수를 조정하고 최적화하도록 지원합니다.
- 전문 테스트 장비를 사용한 측정: 시험 데이터의 신뢰성을 보장하기 위해 전문적인 시험 장비(좌표 측정기, 범용 공구 현미경, 이미징 장비 등)를 사용하여 공작물의 크기를 측정하고, 공작물의 최종 가공 치수가 설계 요구 사항에 부합하는지 확인합니다.
장비 유지 관리
장비 유지관리는 다음 세 가지 측면에서 수행될 수 있습니다.
- 공작기계의 정기적인 유지관리: 공작기계의 정기적인 윤활, 청소 및 검사를 통해 공작기계 부품의 정상적인 작동을 보장하고, 장비의 수명과 가공 정확도를 연장합니다.
- 장비의 정기적 교정: 가공의 정확성과 안정성을 보장하기 위해서는 가공 장비를 정기적으로 교정하여 공작물 가공의 품질을 보장해야 합니다.
- 냉각 시스템 유지 관리: 가공 시간이 길어짐에 따라 장비 냉각수에 불순물이 많아져 파이프라인이 막히고 냉각 효과에 영향을 미치므로 가공 과정 중 온도의 안정성을 확보하기 위해 냉각 시스템을 정기적으로 청소하고 냉각수를 교체해야 합니다.
엄격한 품질 관리와 적절한 장비 유지 보수는 CNC 가공을 통해 고품질 부품을 생산할 수 있도록 보장합니다. 또한 장비의 안정성을 유지하여 부품 품질과 생산 효율을 향상시키고, 궁극적으로 기업의 제조 수준과 생산 능력을 크게 향상시킵니다.
요약
CNC 가공 매개변수를 최적화해야 합니다. 이는 효율성, 품질, 그리고 정확도 향상에 핵심적인 요소입니다. 이를 위해 가공 목표를 설정합니다. 그런 다음 적절한 절삭 속도, 이송 속도, 그리고 절삭 깊이를 선택합니다. 또한 올바른 도구를 선택하세요 반경 보정. 공구 경로 및 기타 주요 매개변수를 최적화하여 효율성과 부품 품질을 향상시킵니다. 또한, 품질 관리 및 장비 유지보수도 철저히 수행해야 합니다. 지속적인 최적화 및 개선을 통해 기업의 효율성과 경쟁력을 향상시키고, 지속적인 발전과 혁신을 보장하며, 시장을 선도할 수 있도록 지원합니다.
Yonglihao Machinery는 기계 부품 가공을 전문으로 합니다. CNC 가공 분야에서 수년간의 경험과 전문성을 보유하고 있습니다. 부품 가공이 필요하시면 문의해주세요저희는 귀하에게 전문적인 서비스와 완벽한 솔루션을 제공해 드리겠습니다.
자주 묻는 질문
CNC 가공에서 최적화해야 할 가장 중요한 매개변수는 무엇입니까?
적절한 절삭 속도, 이송률, 절삭 깊이를 선택하는 것이 중요합니다. 또한, 적절한 공구 반경 보정을 설정하고 최적의 공구 경로를 선택해야 합니다. 이를 통해 CNC 가공을 최적화할 수 있습니다.
지능형 가공 기술은 어떻게 효율성을 향상시키나요?
스마트 가공 기술은 센서와 머신 러닝을 활용합니다. 실시간 데이터 분석을 통해 가공 매개변수를 조정합니다. 이를 통해 공구 수명과 부품 품질이 향상되고 생산성이 향상됩니다.
정기적인 공작기계 유지관리가 중요한 이유는 무엇입니까?
정기적인 공작기계 유지보수 프로그램을 수립하면 세척, 윤활, 교정이 포함됩니다. 또한, 중요 부품 검사도 포함됩니다. 이를 통해 돌발 고장을 예방하고 안정적인 기계 성능과 효율성을 확보할 수 있습니다.
툴패스 최적화는 어떻게 효율성을 개선합니까?
효율적인 툴패스는 툴 이동을 최소화하고 단축합니다. 가공 시간또한 공구 마모를 줄이고 표면 품질을 향상시켜 전반적인 생산성을 향상시킵니다.
CNC 가공을 최적화하는 데 있어 직원 교육은 어떤 역할을 합니까?
적절한 교육은 작업자가 장비 사용에 능숙하도록 보장합니다. 이를 통해 작업자는 기술을 향상시키고, 정기적인 유지 보수를 수행하며, 인적 오류로 인한 폐기물을 줄일 수 있습니다. 이를 통해 효율성이 향상되고 비용이 절감됩니다.