정밀 제조에는 효율적인 공정이 필요합니다. CNC 러핑은 종종 간과되는 금속 제조의 중요한 단계입니다. 이 강력한 기술은 원자재를 거의 최종 형태로 형성하여 매끄러운 마무리 작업을 위한 무대를 마련합니다. 하지만 CNC 러핑은 정확히 무엇이며 왜 중요한가요?

CNC 러핑은 작업물에서 대량의 재료를 빠르게 제거하는 초기 가공 단계입니다. 최종 부품의 대략적인 윤곽을 만들고, 이후의 마무리 작업을 위해 여분의 재료를 남겨둡니다. 이 프로세스는 전체 가공 시간과 도구 마모를 크게 줄입니다.

CNC 러핑의 중요한 측면과 그것이 현대 제조에 어떻게 혁명을 일으키는지 살펴보겠습니다. 오늘날의 빠르게 움직이는 생산 환경에서 이 프로세스를 필수적으로 만드는 이점, 기술 및 최첨단 기술을 밝혀보겠습니다.

CNC 러핑

CNC 러핑이란 무엇입니까?

CNC 러핑의 정의

CNC 러핑은 고속 소재 제거 프로세스입니다. 이것은 첫 번째 단계입니다. CNC 가공, 원료 재고를 최종 부품의 대략적인 형태로 빠르게 형성하는 과정입니다.

목표는 가능한 한 많은 여분의 재료를 빠르게 제거하는 것입니다. 우리는 이를 달성하기 위해 특수 절삭 공구와 툴패스를 사용합니다. 그 결과 원하는 모양에 가까운 작업물이 되지만 마무리를 위해 여분의 재료가 남습니다.

러핑은 정밀성보다 속도를 우선시합니다. 우리는 표면 품질이나 엄격한 허용 오차보다는 효율적인 재료 제거에 집중합니다. 이 접근 방식은 시간을 절약하고 마무리 도구의 마모를 줄입니다.

CNC 러핑 준비

올바른 기계 선택

거친 작업에 적합한 CNC 기계를 선택하는 것이 중요합니다. 고려해야 할 중요한 요소는 다음과 같습니다.

  • 힘과 견고성: 거친 가공은 높은 절삭력을 요구합니다. 충분한 파워와 견고한 구조를 가진 기계를 선택하세요.
  • 스핀들 속도: 더 높은 스핀들 속도는 더 빠른 재료 제거를 가능하게 합니다. 견고하고 고속 스핀들이 있는 기계를 찾으세요.
  • 축 이동: 기계의 축 이동 거리가 작업물 크기에 맞게 충분한지 확인하세요.
  • 도구 교체 기능: 자동 공구 교환기는 여러 공구가 필요한 복잡한 부품의 가공 속도를 높여줍니다.
  • 냉각 시스템: 효과적인 냉각은 러핑에 필수적입니다. 견고한 냉각수 공급 시스템이 있는 기계를 선택하세요.

CNC 러핑을 위한 재료 및 도구

성공적인 거친 가공을 위해서는 적합한 재료와 절삭 공구를 선택하는 것이 중요합니다.

재료:

  1. 궤조: CNC 거친 가공에서는 강철, 알루미늄, 티타늄 및 기타 합금이 일반적으로 사용됩니다.
  2. 플라스틱: 고밀도 플라스틱도 CNC 공정을 사용하여 거친 형상으로 가공할 수 있습니다.
  3. 복합재: 탄소 섬유 복합재와 같은 첨단 소재에는 특수한 거칠기 가공 기술이 필요합니다.

절단 도구:

  1. 카바이드 엔드밀: 고속 거친 가공에 적합하며 내구성과 내열성이 뛰어납니다.
  2. 인덱서블 인서트 커터: 마모된 절단날을 빠르게 교체합니다.
  3. 거친 엔드밀: 빠른 소재 제거를 위해 공격적인 이빨 모양이 특징입니다.
  4. 고속 이송 커터: 넓은 표면을 효율적으로 다듬으려면 빠른 이송 속도를 활용하세요.

CNC 기계 설정

거친 작업을 위해 CNC 기계를 설정하려면 다음 단계를 따르세요.

  1. 작업물을 로드합니다: 원자재를 기계의 작업 고정 장치에 단단히 고정하세요.
  2. 절단 도구 설치: 적절한 거친 공구를 도구 회전장치나 스핀들에 장착합니다.
  3. 작업 좌표 설정: 정확한 가공을 위해 공작물 좌표계를 확립합니다.
  4. 프로그램을 입력하세요: 거친 툴패스를 사용해 CNC 프로그램을 로드하거나 생성합니다.
  5. 툴 경로 확인: 잠재적인 충돌이나 오류를 확인하기 위해 시뮬레이션합니다.
  6. 절단 매개변수 설정: 최적의 거친 작업을 위해 스핀들 속도, 이송 속도, 절삭 깊이를 조정합니다.
  7. 냉각수 활성화: 적절한 냉각수 흐름을 보장하여 열과 칩 배출을 관리하세요.
  8. 테스트 컷을 실행하세요: 설정을 확인하기 위해 작은 섹션에서 시범 운영을 수행해 보세요.
  9. 전체 거친 작업을 시작합니다. 테스트 결과에 만족하면 전체 거친 작업을 시작합니다.

CNC 거친

CNC 러핑 기술

기본 CNC 러핑 전략

CNC 거친 가공은 여러 가지 효과적인 전략을 사용합니다.

  • 평행 러핑: 절단은 작업물 전체에 걸쳐 평행선을 따릅니다. 평평한 표면에 간단하고 효과적입니다.
  • 윤곽선 거칠기: 이 도구는 부품의 윤곽을 따라갑니다. 이것은 곡선이나 불규칙한 모양에 잘 맞습니다.
  • 플런지 러핑: 이 도구는 수직으로 재료에 깊숙이 들어갑니다. 깊은 주머니나 구멍에 유용합니다.
  • 스텝 오버 러핑: 도구는 일련의 겹치는 패스로 이동합니다. 이렇게 하면 균일한 재료 제거가 보장됩니다.
  • 적응형 클리어링: 재료 조건에 따라 툴 경로를 조정하는 고급 전략입니다.

CNC 러핑의 고급 기술

속도와 도구 수명을 최적화하려면 다음과 같은 고급 기술을 고려하세요.

  • 트로코이드 밀링: 도구는 원형 호로 움직입니다. 이는 도구 결합을 줄이고 더 높은 이송 속도를 허용합니다.
  • 고속 가공(HSM): 더 높은 속도에서 더 가벼운 절단을 사용합니다. 열 발생과 도구 마모를 줄입니다.
  • 동적 밀링: 도구 부하에 따라 절단 매개변수를 지속적으로 조정합니다. 이를 통해 재료 제거 속도가 극대화됩니다.
  • 칩 얇게 만들기: 일관된 칩 두께를 유지하기 위해 이송 속도를 조절합니다. 공구 수명과 표면 마감을 개선합니다.
  • 잔여 가공: 이전 작업에서 남아 있는 자료를 자동으로 감지하여 제거합니다.

복잡한 모양과 재료 처리

까다로운 가공 시나리오에 대한 팁:

  • 복잡한 기하 구조에는 3D 툴패스를 사용합니다. 2D 전략보다 복잡한 모양에 더 잘 적응합니다.
  • 섬세한 특징에는 더 작은 스텝오버를 사용합니다. 이렇게 하면 부품을 손상시키지 않고 균일한 재료 제거가 보장됩니다.
  • 다양한 소재에 대한 절단 매개변수를 조정합니다. 더 많은 소재는 종종 더 빠른 속도와 이송을 요구합니다.
  • 절삭 공구에 특수 코팅을 사용합니다. 티타늄이나 인코넬과 같은 까다로운 소재에서 성능을 향상시킵니다.
  • 독특한 모양에 대한 맞춤형 툴링을 고려하세요. 특정 폼 툴은 복잡한 러핑 작업을 간소화할 수 있습니다.

거친 작업의 이점

빠른 재료 제거

CNC 러핑은 빠른 재고 제거에 탁월합니다. 기존 방법에 비해 훨씬 짧은 시간에 대량의 재료를 정리할 수 있습니다.

도구 수명 향상

마무리를 위해 재료를 남겨두면, 거친 가공은 정밀 도구에 가해지는 스트레스를 줄여줍니다. 이는 도구의 수명을 늘리고 툴링 비용을 낮춥니다.

마무리를 위한 기초를 만듭니다

러핑은 마무리 작업을 위한 일관된 시작점을 확립합니다. 이는 최종 부품의 정확도와 표면 품질을 개선합니다.

효율성 향상

거친 가공과 마무리 가공을 분리하면 최적화된 절삭 매개변수를 얻을 수 있습니다. 이를 통해 전반적인 가공 효율성이 향상되고 사이클 시간이 단축됩니다.

어려운 절단을 용이하게 합니다

거친 가공은 후속 작업을 위한 접근성을 만들어낼 수 있습니다. 단일 패스로 가공하기 어려울 수 있는 포켓과 캐비티를 열어줍니다.

CNC 황삭 및 마무리 비교

목적

거친 작업: 대량의 재료를 빠르게 제거하여 거의 완벽한 모양을 만듭니다.

마무리 손질: 최종 치수와 표면 품질을 달성합니다.

재료 제거 속도

거친 작업: 분당 입방인치 단위로 측정되는 높은 재료 제거율입니다.

마무리 손질: 양보다는 정밀도에 중점을 두고, 낮은 재료 제거율을 유지합니다.

이송 속도 및 절삭 깊이

거친 작업: 더 높은 이송 속도와 더 깊은 절단으로 재료 제거를 극대화합니다.

마무리 손질: 더 낮은 이송 속도와 얕은 절단으로 제어력과 표면 품질이 향상되었습니다.

표면 마감

거친 작업: 눈에 띄는 도구 자국이 있는 거친 표면을 생성합니다.

마무리 손질: 최소한의 도구 자국이 있거나 전혀 보이지 않는 매끄러운 표면을 목표로 합니다.

치수 정확도 및 허용 오차

거친 작업: 마무리 작업을 위해 일반적으로 0.5-1mm 정도의 여분의 재료를 남겨둡니다.

마무리 손질: 종종 +/- 0.001인치 또는 그 이하의 엄격한 허용 오차를 달성합니다.

절단 도구

거친 작업: 더 큰 직경과 공격적인 기하학적 모양을 갖춘 견고한 도구입니다.

마무리 손질: 더욱 섬세한 절삭날과 더 작은 직경을 갖춘 정밀 도구입니다.

절삭유 사용

거친 작업: 열과 칩 배출을 관리하기 위해 강력한 냉각수 흐름이 필요합니다.

마무리 손질: 가벼운 냉각수 사용, 때로는 특정 소재에 대한 건식 절단도 실시합니다.

CNC 거친 가공

운영 고려 사항

속도 및 공급 속도 최적화

효과적인 거친 작업을 위해서는 최적의 속도와 이송을 결정하는 것이 중요합니다.

  • 재료 속성을 고려하세요. 단단한 재료일수록 일반적으로 더 낮은 속도와 이송이 필요합니다.
  • 도구 기하학 평가: 최상의 성능을 위해 절단 매개변수를 도구 설계에 맞게 조정하세요.
  • 절단 속도 계산기를 사용하세요: 이러한 도구는 재료 및 도구 데이터를 기반으로 초기 매개변수를 결정하는 데 도움이 됩니다.
  • 전력 소비량 모니터링: 기계의 전력 사용량을 최적 범위로 유지하려면 매개변수를 조정하세요.
  • 칩 형성을 관찰하세요: 이상적인 칩은 올바른 속도와 공급 조합을 나타냅니다.
  • 적응형 제어를 구현합니다. 가공 중에 실시간 피드백을 활용해 매개변수를 조정합니다.

냉각 및 윤활

거친 작업 중 열과 마모를 줄이기 위한 모범 사례:

  • 고압 냉각수를 사용하세요: 절단 부위에 더욱 효과적으로 침투합니다.
  • 올바른 냉각수 유형을 선택하세요: 재료와 작업에 맞는 냉각수를 선택하세요.
  • 적절한 흐름을 보장하세요: 열 발생을 관리하기 위해 충분한 냉각수 양을 유지하세요.
  • 도구 전체 냉각을 고려하세요. 절삭날에 냉각수를 직접 공급합니다.
  • 특정 재료에 대해 미스트 냉각을 구현합니다. 이 방법은 알루미늄이나 기타 연질 금속에 효과적일 수 있습니다.
  • 깨끗한 냉각수 유지: 냉각수의 효과를 유지하려면 정기적으로 여과하고 교체하세요.

떨림과 진동 처리

일반적인 문제를 최소화하는 기술:

  • 도구 강성 증가: 가능하면 도구 길이를 짧게 하고 직경을 크게 하세요.
  • 스핀들 속도 최적화: 진동을 유발하는 공진 주파수를 피하기 위해 RPM을 조정하세요.
  • 절단 힘을 줄이세요: 진동을 최소화하려면 이송 속도나 절삭 깊이를 낮추세요.
  • 공작물 클램핑 개선: 부품 움직임을 줄이려면 안전한 고정을 보장하세요.
  • 진동을 줄이는 도구를 사용하세요: 특수 공구 홀더는 유해한 진동을 흡수할 수 있습니다.
  • 가변 나선형 엔드밀 구현: 이러한 도구는 덜거덕거리는 소리를 내는 조화로운 진동을 방해합니다.
  • 톱니 모양의 커터를 고려해 보세요. 그들은 칩 형성을 분해하고 절삭력을 감소시킵니다.
  • 기계 상태 모니터링 및 유지 관리: 정기적인 점검을 통해 최적의 성능과 최소한의 진동을 보장합니다.

소프트웨어 및 프로그래밍

올바른 CAM 소프트웨어 선택

CNC 러핑을 위한 CAM 소프트웨어를 선택할 때 다음과 같은 특징을 고려하세요.

  • 고급 툴패스 전략: 적응형 클리어링과 고효율 러핑 기능을 갖춘 소프트웨어를 찾으세요.
  • 시뮬레이션 기능: 강력한 시뮬레이션은 충돌을 방지하고 재료 제거를 최적화하는 데 도움이 됩니다.
  • 포스트 프로세서 호환성: 소프트웨어가 CNC 기계의 컨트롤러와 잘 작동하는지 확인하세요.
  • 사용 편의성: 직관적인 인터페이스와 자동화 기능으로 프로그래밍 속도를 높일 수 있습니다.
  • 다축 지원: 복잡한 부품의 경우 5축 기능이 필요할 수 있습니다.
  • 도구 라이브러리 관리: 효율적인 도구 구성은 프로그래밍 속도를 향상시킵니다.
  • 클라우드 연결성: 이를 통해 쉬운 협업과 원격 접근이 가능합니다.

효율적인 러핑을 위한 프로그래밍 팁

거친 경로에 대한 주요 프로그래밍 고려 사항:

  • 적응형 툴 경로를 사용하세요: 이러한 기능은 일관된 도구 결합을 위해 재료 조건에 맞게 조정됩니다.
  • 일정한 칩 부하를 위한 프로그램: 이렇게 하면 도구 수명이 늘어나고 표면 마감도 향상됩니다.
  • 날카로운 모서리는 피하세요: 일관된 절단력을 유지하려면 호나 루프를 사용하십시오.
  • 진입 이동 최적화: 재료에 점진적으로 침투하면 도구의 응력이 줄어듭니다.
  • 칩 배출 계획: 효율적인 칩 제거를 용이하게 하는 설계 경로.
  • 나머지 가공을 고려하세요: 남은 자료를 효율적으로 타겟팅하기 위해 후속 패스를 프로그래밍합니다.
  • 고속 전환을 사용하세요: 절단 간 공기 시간을 최소화하여 사이클 시간을 단축합니다.

품질 관리 및 문제 해결

도구 마모 모니터링 및 제어

공구 수명을 모니터링하고 연장하려면:

  • 도구 마모 센서 구현: 이 장치는 마모를 나타내는 절삭력의 변화를 감지합니다.
  • 사전 설정된 도구 길이를 사용하세요: 이를 통해 도구 교체 시에도 일관된 성능이 보장됩니다.
  • 추적 도구 사용: 각 도구의 절단 시간과 재료 양을 모니터링합니다.
  • 절단날 회전: 인덱싱 가능 공구를 교체하기 전에 사용 가능한 모든 절삭날을 사용하세요.
  • 절단 매개변수 최적화: 도구 마모 패턴에 따라 속도와 이송을 조정합니다.
  • 도구 관리 소프트웨어 구현: 이는 교체 일정을 정하고 재고를 추적하는 데 도움이 됩니다.
  • 정기적으로 시각 검사를 실시합니다. 작업 사이에 마모나 손상 흔적이 있는지 확인하세요.

일반적인 러핑 문제 해결

CNC 거친 가공 중 자주 발생하는 문제에 대한 솔루션:

  • 가난한 표면 마무리: 거친 가공 후 이송 속도를 조정하거나 마무리 패스를 사용합니다.
  • 과도한 도구 마모: 절삭 속도 또는 절삭 깊이를 줄입니다. 도구 소재 업그레이드를 고려하세요.
  • 작업물 진동: 고정을 개선하거나 절단력을 줄입니다. 진동 감쇠 도구를 사용합니다.
  • 기계 채팅: 공진 주파수를 피하기 위해 스핀들 속도를 조정합니다. 도구 강성을 높입니다.
  • 부정확한 치수: 도구 처짐을 확인하세요. 더 단단한 설정을 사용하는 것을 고려하세요.
  • 칩 재절단: 더 나은 냉각수 흐름이나 공기 분사로 칩 배출을 개선하세요.
  • 도구 파손: 절단력을 줄이거나 더 내구성 있는 도구를 사용하세요. 프로그래밍 오류를 확인하세요.
  • 열 변형: 냉각 전략을 개선하세요. 작업 사이에 부품을 식히는 것을 고려하세요.

결론 

CNC 러핑은 효율적인 가공 프로세스의 기초를 형성하는 강력한 기술입니다. 대량 소재를 빠르게 제거하면 정밀한 마무리 작업을 위한 무대가 마련됩니다. 성공적인 러핑의 핵심은 절삭 매개변수를 최적화하고, 적절한 도구를 선택하고, 고급 소프트웨어 기능을 활용하는 데 있습니다.

기술이 발전함에 따라 CNC 러핑은 속도, 효율성 및 정밀도를 개선합니다. 이 가이드에 설명된 기술과 고려 사항을 숙지함으로써 제조업체는 빠르게 변화하는 현대 제조 세계에서 생산성과 경쟁력을 크게 향상시킬 수 있습니다.

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자주 묻는 질문

CNC 거친가공에서 가장 중요한 요소는 무엇입니까?

CNC 러핑에서 가장 중요한 요소는 속도, 이송 속도, 절삭 깊이를 포함한 적절한 절삭 매개변수를 선택하는 것입니다. 이러한 매개변수는 재료 제거의 효율성, 공구 마모 및 가공 프로세스의 전반적인 성공에 직접적인 영향을 미칩니다.

재료 선택은 CNC 거친 가공 효율성에 어떤 영향을 미칩니까?

재료 선택은 다양한 재료가 다른 절삭 공구, 속도 및 이송을 필요로 하기 때문에 거친 가공 효율성에 상당한 영향을 미칩니다. 더 복잡한 재료는 더 느린 속도와 더 단단한 공구가 필요한 반면, 더 부드러운 재료는 더 적은 마모로 더 빠르게 가공할 수 있습니다.

CNC 거친 작업을 더욱 자동화할 수 있습니까?

CNC 러핑은 고급 CAM 소프트웨어를 사용하여 더욱 자동화할 수 있으며, 이를 통해 도구 경로를 자동으로 최적화하고, 로봇을 사용하여 부품의 로딩 및 언로딩을 처리합니다. 이 자동화는 프로세스를 가속화하고, 정밀도를 높이며, 인적 오류를 줄입니다.

CNC 거친 가공의 안전 고려사항은 무엇입니까?

CNC 거친 가공의 안전 고려 사항에는 작업자를 칩과 공구 파편으로부터 보호하기 위해 모든 기계 보호대를 제자리에 두고, 개인 보호 장비(PPE)를 적절히 사용하고, 깨끗하고 정리된 작업 환경을 유지하고, 기계적 고장을 방지하기 위한 정기적인 유지 관리 점검이 포함됩니다.

 

추가 자료:

절단 매개변수 최적화 – 출처 : 링크드인

CAM 소프트웨어 솔루션 – 출처: Mastercam

CNC 프로세스 자동화 – 출처: Productiverobotics

안녕하세요, 저는 케빈 리입니다

케빈 리

 

지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.

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저는 레이저 절단, 굽힘, 용접 및 표면 처리 기술을 전문으로 하는 판금 제조 분야에서 10년 이상의 전문 경험을 갖고 있습니다. Shengen의 기술 이사로서 저는 복잡한 제조 문제를 해결하고 각 프로젝트에서 혁신과 품질을 주도하는 데 최선을 다하고 있습니다.

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