제조업의 세계에서 CNC (Computer Numerical Control) 가공은 광범위한 부품을 생산하기위한 매우 정확하고 효율적인 방법으로 두드러집니다. CNC 가공 부품의 공급 업체로서 저는 이러한 부품의 복잡성이 비용에 크게 영향을 줄 수있는 방법을 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 부품 복잡성과 관련된 다양한 요소와 CNC 가공의 전체 비용을 올리거나 내리는 방법을 살펴 보겠습니다.
설계 복잡성
CNC 가공 부품의 복잡성에 기여하는 주요 측면 중 하나는 설계 자체입니다. 실린더, 큐브 및 평평한 표면과 같은 기본적인 기하학적 형태의 간단하고 간단한 디자인은 비교적 쉽고 빠른 기계입니다. 이 부품은 가공 작업이 적고 CNC 머신에서 시간이 줄어 듭니다. 예를 들어, 균일 한 직경이 있고 짧은 기간 동안 특수 특징을 가공 할 수있는 기본 원통형 막대를 가공 할 수 있습니다. 이러한 부분에 대한 프로그래밍은 주로 CNC 선반에서 작업을 전환하는 것이 포함되므로 비교적 간단합니다.
반면에 복잡한 곡선, 깊은 구멍 또는 다중 교차 기능과 같은 복잡한 디자인이있는 부분은 완전히 새로운 도전을 제시합니다. 이러한 복잡한 형상을 가공하려면 고급 프로그래밍 기술과 종종 CNC 머신의 여러 설정이 필요합니다. 각 설정은 기계를 조정하고 공작물을 고정하고 적절한 정렬을 보장해야하므로 가공 프로세스에 시간을 추가합니다. 또한, 절단 도구는 부품의 다른 기능을 수용하기 위해 자주 변경해야 할 수도 있습니다. 예를 들어, 내부 및 외부 스레드와 윤곽 표면이 모두있는 부분은 스레딩, 회전 및 밀링 작업을위한 다양한 유형의 절단 도구가 필요합니다.
설계의 복잡성은 또한 재료 선택에도 영향을 미칩니다. 일부 복잡한 설계에는 가공 응력을 견딜 수 있고 부품의 기능 요구 사항을 충족시킬 수있는 높은 성능 재료가 필요할 수 있습니다. 이 재료는 종종 표준 재료보다 비싸다. 예를 들어, 복잡한 엔진 부품에 사용되는 항공 우주 - 등급 합금은 일반적인 강철 또는 알루미늄보다 훨씬 비용이 많이 듭니다.
공차 요구 사항
공차는 부품의 지정된 치수로부터 허용 가능한 편차를 나타냅니다. 다른 구성 요소와 정확하게 맞추거나 중요한 기능을 수행 해야하는 부품에는 타이트 공차가 종종 필요합니다. CNC 가공에서 타이트한 공차를 달성하는 것은 비용에 직접적인 영향을 미치는 어려운 작업입니다.
공차가 꽉 조이는 부품을 가공 할 때 CNC 기계를보다 정확하게 교정해야합니다. 절단 도구의 상태가 우수해야하며 부품 치수가 지정된 공차 범위 내에서 유지되도록 가공 프로세스를주의 깊게 모니터링해야합니다. 이를 위해서는 좌표 측정기 (CMM)와 같은 정밀 측정 기기를 사용하여보다 빈번한 품질 검사가 필요합니다. 각 품질 점검은 생산 공정에 시간을 추가하며 숙련 된 직원이 측정 장비를 운영해야합니다.
또한, 밀접한 공차는 가공 속도를 제한 할 수 있습니다. 정확성을 보장하기 위해 절단 속도와 공급 속도를 줄여야 할 수있어 가공 시간이 증가합니다. 예를 들어, 공차가 ± 0.001 인치 인 부분은 ± 0.01 인치의 공차가있는 부분에 비해 기계에 훨씬 더 오래 걸립니다. 추가 품질 관리 단계와 함께 가공 시간이 증가하면 공차가 엄격한 부품을 생산하는 데 드는 비용이 증가합니다.
표면 마감 요구 사항
부품의 표면 마감은 복잡성에 의해 영향을받을 수 있고 비용에 직접적인 영향을 미치는 또 다른 중요한 요소입니다. 베어링이나 씰과 같은 다른 표면과 접촉하는 부품 또는 미적 이유로 부드러운 표면 마감이 종종 필요합니다.
복잡한 부품에는 완료하기 어려운 불규칙한 표면이있을 수 있습니다. 이 부품에서 고품질 표면 마감 처리를 달성하려면 연삭, 연마 또는 랩핑과 같은 추가 마감 작업이 필요할 수 있습니다. 이러한 마무리 프로세스는 시간이 소비되며 종종 특수 장비와 숙련 된 운영자가 필요합니다. 예를 들어, 텍스처 또는 윤곽선 표면이있는 부분은 원하는 마감을 달성하기 위해 손을 닦을 필요가있을 수 있으며, 이는 생산에 상당한 양의 인건비가 추가됩니다.
또한 절단 도구 및 가공 매개 변수의 선택은 표면 마감에도 영향을 줄 수 있습니다. 복잡한 형상이있는 부품의 경우 더 작고 정확한 절단 도구를 사용하여 지역에 도달 할 수 있습니다. 이러한 도구는 더 빨리 마모되어 툴링 비용이 더 높아질 수 있습니다. 당신은연마 된 AA5024 CNC DIY 부품.
생산량
생산 될 부품의 양은 비용을 결정할 때 부품의 복잡성과 상호 작용합니다. 복잡한 부품의 낮은 부피 생산의 경우 부품 당 비용이 일반적으로 높습니다. 설정 시간과 프로그래밍 비용이 소수의 부품에 걸쳐 확산되기 때문입니다. CNC 머신 프로그래밍에 대한 초기 투자, 비품 설정 및 가공 프로세스 테스트가 중요합니다. 예를 들어, 매우 복잡한 부품의 몇 가지 만 필요하면 프로그래밍 및 설정 비용이 부품 당 총 비용의 상당 부분을 차지할 수 있습니다.
그러나 생산량이 증가함에 따라 부품 당 비용은 감소하는 경향이 있습니다. 설정 및 프로그래밍과 관련된 고정 비용은 더 많은 부품에 걸쳐 확산됩니다. 또한 생산량이 높을수록 가공 프로세스를 최적화하는 것이 더욱 실현 가능되어 가공 시간이 줄어들고 툴링 비용이 줄어 듭니다. 예를 들어, 대량의 복잡한 부품을 생산하면보다 효율적인 절단 도구 또는 자동 처리 시스템에 투자하여 생산성을 향상시키고 부품 당 전체 비용을 줄일 수 있습니다.
재료 선택
CNC 가공 부분을위한 재료 선택은 복잡성과 밀접한 관련이 있습니다. 앞에서 언급했듯이 복잡한 부품에는 높은 성능 재료가 필요할 수 있습니다. 이 재료는 원료 비용이 높을뿐만 아니라 가공 중에 도전을 제시합니다.
일부 재료는 다른 재료보다 가공하기가 더 어렵습니다. 예를 들어, 경화 된 강 또는 티타늄 합금은 강도와 경도가 높기 때문에 절단에 저항력이 있습니다. 이 재료를 가공하려면 공정 중에 발생하는 높은 절단력과 열을 견딜 수있는 특수한 절단 도구가 필요합니다. 이 절단 도구는 더 비싸고 더 부드러운 재료 가공에 사용되는 것보다 수명이 짧습니다.
자료의 형태도 중요합니다. 복잡한 부품의 경우, 원료에 올바른 모양과 크기가 있는지 확인하기 위해 사전 가공 된 공백 또는 용서를 사용해야 할 수도 있습니다. 이 사전 가공 된 재료는 종종 표준 막대 나 시트보다 비싸다.
툴링 비용
툴링은 CNC 가공 프로세스의 필수 부분이며 부품의 복잡성은 툴링 비용에 직접적인 영향을 미칩니다. 복잡한 부품에는 고유 한 기능을 가공하기 위해 맞춤형 절단 도구가 필요할 수 있습니다. 이 맞춤형 도구는 부품의 지오메트리에 정확하게 맞춤화되어야하므로 설계 및 제조 비용이 많이 듭니다.
사용자 정의 도구 외에도 복잡한 부품 가공 중에 필요한 공구 변경 수는 비용에도 영향을 미칩니다. 각 도구 변경에는 시간이 걸리므로 CNC 머신의 전반적인 생산성이 줄어 듭니다. 또한, 도구 마모 및 교체 비용은 복잡한 부품의 경우 더 높습니다. 절단 도구는 복잡한 형상을 가공 할 때 더 많은 스트레스와 마모가 발생하며 더 자주 교체해야합니다.
예를 들어, 복잡한 내부 프로파일이있는 부분은 깊은 구멍에 도달하고 가공하기 위해 특별히 설계된 엔드 밀이 필요할 수 있습니다. 이 커스텀 엔드 밀의 비용은 마모 될 때 교체하는 비용과 함께 부품 가공 비용을 추가합니다.
결론
CNC 가공 부품의 공급 업체로서, 부품의 복잡성은 비용에 큰 영향을 미친다는 것을 이해합니다. 설계 복잡성, 공차 요구 사항, 표면 마감 요구 사항, 생산량, 재료 선택 및 툴링 비용은 모두 CNC 가공 부품의 최종 가격에 기여합니다.
비용을 효과적으로 관리하려면 공급 업체와 고객 모두 이러한 요소를 명확하게 이해하는 것이 중요합니다. 고객은 설계 단계에서 공급 업체와 긴밀히 협력하여 부품 설계를 최적화하고, 공차 요구 사항을 균형을 잡고, 가장 비용이 많이 드는 효과적인 재료를 선택해야합니다. 반면에 공급 업체는 가공 프로세스를 지속적으로 개선하고 고급 기술에 투자하며 복잡한 부품을보다 효율적으로 처리하도록 직원을 교육해야합니다.
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참조
- Dornfeld, D., Minis, I., & Shi, X. (2006). 절단 도구가있는 가공 핸드북. CRC 프레스.
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2010). 제조 엔지니어링 및 기술. 피어슨.
- Groover, MP (2010). 현대 제조의 기본 사항 : 재료, 공정 및 시스템. 와일리.
