정밀 제조의 세계에서 CNC (Computer Numerical Control) 가공은 고품질 부품을 생산하기위한 초석 기술입니다. 신뢰할 수있는 CNC 가공 부품 공급 업체로서, 재료의 경도가 CNC 가공 공정에 어떤 영향을 미칠 수 있는지 직접 목격했습니다. 이 블로그에서는 재료 경도가 부품의 CNC 가공에 어떤 영향을 미치는지에 대한 다양한 측면을 살펴 보겠습니다.
물질 경도 이해
재료 경도는 들여 쓰기, 긁힘 또는 마모와 같은 영구 변형에 대한 재료의 저항을 측정 한 것입니다. 다른 재료마다 경도 값이 다르며, 일반적으로 Rockwell, Brinell 또는 Vickers 척도와 같은 스케일을 사용하여 측정됩니다. 예를 들어, 알루미늄 합금과 같은 부드러운 재료는 일반적으로 비교적 경도 값이 낮지 만 스테인레스 스틸 및 티타늄과 같은 단단한 재료는 경도 값이 훨씬 높습니다.
도구 마모 및 선택
CNC 가공에 대한 재료 경도의 가장 중요한 영향 중 하나는 공구 마모입니다. 단단한 재료를 가공 할 때 절단 도구는 훨씬 더 높은 응력과 힘을 발휘합니다. 재료의 단단한 입자는 공구의 최첨단의 빠른 마모를 유발하여 조기 공구 마모로 이어질 수 있습니다. 이는 단단한 재료의 경우 도구를 더 자주 교체해야하므로 전체 가공 비용이 증가합니다.
예를 들어, 가공시맞춤형 CNC 가공 1/4 인치 스테인리스 스틸 바브 피팅스테인리스 스틸의 경도에는 고속 스틸 (HSS) 또는 탄화물로 만든 도구가 필요합니다. 탄화물 도구는 종종 높은 경도와 내마모성에 선호됩니다. 그들은 단단한 스테인레스 스틸을 가공하는 동안 생성 된 높은 절단력과 온도를 견딜 수있어 도구 수명이 길고 표면 마감이 더 향상됩니다.
반면, 알루미늄과 같은 소프트 재료를 가공 할 때OEM CNC 가공 알루미늄 합금 부품도구 마모는 훨씬 덜 관심이 있습니다. HSS 도구는 효과적으로 사용할 수 있으며 상당히 마모없이 비교적 오랫동안 지속될 수 있습니다. 절단력도 낮아서 절단 속도와 공급 속도가 높아져 가공 효율을 향상시킬 수 있습니다.
절단 힘 및 전력 요구 사항
재료의 경도는 CNC 가공 중에 생성 된 절단력에 직접적인 영향을 미칩니다. 더 어려운 재료는 더 많은 힘을 자르려면 힘이 필요합니다. 절단 도구가 단단한 재료와 관련이 있으면 재료의 변형에 대한 높은 저항을 극복해야합니다. 이로 인해 공구, 공작물 및 기계 자체에 작용하는 절단력이 높아집니다.
더 높은 절단력은 몇 가지 문제를 일으킬 수 있습니다. 첫째, 절단 도구의 편향으로 이어질 수 있으며, 이는 부품의 치수 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 도구가 너무 많이 변형되면 부품이 필요한 사양으로 가공되지 않을 수 있습니다. 둘째, 높은 절단력은 CNC 기계의 전력 요구 사항을 증가시킵니다. 기계는 절단 공정을 구동하기 위해 더 많은 에너지를 제공해야하므로 에너지 소비가 높아지고 기계 구성 요소가 과열 될 수 있습니다.
예를 들어, 가공 할 때 a맞춤형 CNC 가공 스테인리스 스틸 부싱 포스트스테인레스 스틸의 높은 경도는 절단력이 상당하다는 것을 의미합니다. 정확한 가공을 보장하려면 CNC 기계를 올바르게 교정해야하며 절단 하중을 처리하기에 충분한 전력이 있어야합니다. 또한 공작물을 단단히 고정하고 높은 절단 힘 아래로 움직이지 않도록 특별한 비품이 필요할 수 있습니다.
표면 마감
재료 경도는 또한 가공 부품의 표면 마감에 큰 영향을 미칩니다. 일반적으로 더 부드러운 재료는 더 단단한 재료에 비해 더 나은 표면 마감을 생성하는 경향이 있습니다. 소프트 재료를 가공 할 때 칩은 파손 및 제거가 쉬우 며 절단 과정이 더 안정적입니다. 이로 인해 결함이 적은 부드러운 표면이 생깁니다.
그러나 단단한 재료를 가공 할 때는 좋은 표면 마감을 달성하는 것이 더 어려울 수 있습니다. 높은 절단력과 단단한 재료의 연마 성질은 표면의 거칠기, 공구 자국, 심지어 부품 표면의 미세 균열을 유발할 수 있습니다. 단단한 재료에 대한 만족스러운 표면 마감을 얻으려면 분쇄 또는 연마와 같은 추가 마무리 작업이 필요할 수 있습니다.
예를 들어, 스테인레스 스틸 부품의 생산에서, 초기 CNC 가공 공정 후에, 표면 마감을 개선하기 위해 연삭 작동이 수행 될 수있다. 이로 인해 제조 공정에 추가 단계가 추가되어 생산 시간과 비용이 증가합니다.
가공 속도 및 피드 속도
재료의 경도는 최적의 가공 속도 및 공급 속도를 지시합니다. 부드러운 재료는 일반적으로 절단 도구에 대한 저항성을 줄이기 때문에 일반적으로 더 빠른 속도와 공급 속도로 가공 될 수 있습니다. 절단 속도와 공급 속도가 높을수록 가공 시간이 크게 줄어들어 CNC 가공 공정의 생산성이 향상 될 수 있습니다.
대조적으로, 단단한 재료는 가공 속도와 사료 속도가 낮아야합니다. 단단한 재료를 가공 할 때 절단 속도가 너무 높으면 도구는 과도한 마모가 발생하고 심지어 파손될 수도 있습니다. 또한 절단력이 허용 가능한 범위 내에 있도록 공급 속도를 신중하게 제어해야합니다.
예를 들어, 알루미늄 합금 부품을 가공 할 때, 절단 속도는 특정 합금 및 사용 된 도구에 따라 1000-3000 rpm (1000-3000 rpm)으로 비교적 높은 값으로 설정할 수 있습니다. 그러나 스테인리스 스틸 가공시, 조기 공구 고장을 피하기 위해 절단 속도를 100-500 rpm으로 줄여야 할 수 있습니다.
치수 정확도
CNC 가공에서는 치수 정확도를 유지하는 것이 중요합니다. 재료 경도는 높은 정밀 차원을 달성하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 앞에서 언급했듯이, 단단한 재료를 가공 할 때 발생하는 높은 절단력은 공구 편향 및 공작물 움직임을 유발할 수 있습니다. 이로 인해 가공 된 부분의 차원 오류가 발생할 수 있습니다.
하드 재료를 가공 할 때 치수 정확도를 보장하려면 정확한 도구 경로 프로그래밍 및 정확한 기계 교정이 필수적입니다. 고급 CNC 머신에는 가공 프로세스 중에 모든 치수 편차를 수정하기위한 공구 보상 및 실제 시간 모니터링과 같은 기능이 장착되어 있습니다.
또한, 공작물의 열 팽창은 또한 차원 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 특히 절단 공정 동안 많은 열을 생성하는 단단한 재료를 가공 할 때는 차원 정확도에 영향을 줄 수 있습니다. 냉각 시스템은 종종 온도를 제어하고 열 팽창을 최소화하는 데 사용됩니다.
칩 형성 및 대피
재료의 경도는 칩 형성 및 대피 과정에 영향을 미칩니다. 부드러운 재료에서 칩은 일반적으로 길고 연속적이며 절단 영역에서 쉽게 제거 할 수 있습니다. 그러나 단단한 재료에서 칩은 짧고 불연속적인 경향이 있으며 대피하기가 더 어려울 수 있습니다.
칩 대피가 열악하면 몇 가지 문제가 발생할 수 있습니다. 칩은 절단 도구 주위에 축적되어 절단력을 증가시키고 도구가 과열되도록합니다. 또한 가공 부분의 표면을 긁어 표면 마감에 영향을 줄 수 있습니다. 이 문제를 해결하려면 절단 도구에서 칩 브레이커를 사용하고 칩을 씻기 위해 냉각수를 적용하는 것과 같은 적절한 칩 대피 기술이 필요합니다.
결론
결론적으로, 재료의 경도는 부품의 CNC 가공의 모든 측면에서 중요한 역할을한다. 공구 마모 및 절단력에서 표면 마감 및 치수 정확도에 이르기까지 재료 경도는 가공 공정의 효율, 비용 및 품질에 영향을 미칩니다. CNC 가공 부품 공급 업체로서 적절한 도구, 가공 매개 변수 및 마무리 작업을 선택할 때 재료 경도를 신중하게 고려해야합니다.
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참조
- Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2013). 제조 엔지니어링 및 기술. 피어슨.
- Boothroyd, G., Dewhurst, P., & Knight, WA (2011). 제조 및 조립을위한 제품 설계. CRC 프레스.
