많은 기업이 촉박한 생산 일정을 맞추고 정확한 부품에 대한 수요를 따라잡는 데 어려움을 겪고 있습니다. 긴 리드 타임과 느린 기계 가공은 종종 진행을 방해합니다. 경쟁력을 유지하기 위해 기계 공장은 작업을 완료하는 데 더 빠르고 안정적인 방법이 필요합니다. 고속 가공은 금속을 빠르게 절삭하고 부품 품질을 개선하며 제품을 제시간에 납품하는 데 도움이 됩니다.
많은 팀이 고속 가공이 어떻게 업무에 도움이 되는지 알고 싶어합니다. 이제 고속 가공의 작동 방식과 사용 시기를 자세히 살펴보겠습니다.
고속 가공이란 무엇인가요?
고속 가공(HSM)은 표준 가공보다 훨씬 빠른 속도를 활용하는 절삭 방법입니다. 더 빠른 스핀들 속도, 더 빠른 이송 속도, 절삭 사이의 빠른 이동이 포함됩니다.
주요 목표는 과도한 열을 발생시키지 않고 재료를 빠르게 제거하는 것입니다. 빠르고 가벼운 절삭은 공구를 시원하게 유지하는 데 도움이 됩니다. 이렇게 하면 공구 마모가 줄어들고 완성된 파트의 표면이 더 매끄러워집니다.
HSM은 또한 날카로운 회전을 피하는 특수 절삭 경로를 사용합니다. 이러한 부드러운 경로는 기계와 부품 모두에 가해지는 부담을 줄여줍니다. HSM용으로 제작된 기계는 더 강하고 빠른 움직임을 따라잡기 위해 더 빠르게 반응합니다.
일반적인 고속 가공 기술
고속 가공은 최적의 결과를 얻기 위해 특수 기술을 사용합니다. 각 방법은 더 빠르게 절단하고 열을 줄이며 더 정확한 부품을 생산하도록 설계되었습니다. 다음은 오늘날 공장에서 고속 가공을 활용하는 주요 방법 중 일부입니다.
트로코이드 밀링
트로코이드 밀링은 루핑 동작을 사용하여 슬롯 또는 포켓을 절단하는 방법입니다. 공구가 앞으로 이동하는 동안 작은 원형 경로를 따라 움직입니다. 이렇게 하면 공구가 차갑게 유지되고 절삭력이 분산됩니다. 공구의 수명이 길어지고 단단한 재료를 더 깊게 절단할 수 있습니다.
껍질 밀링
필 밀링은 공구의 전진 동작을 일정한 속도로 유지하면서 좁은 절삭을 사용합니다. 공구는 각 패스마다 재료의 얇은 스트립을 "벗겨냅니다". 이렇게 하면 공구에 가해지는 힘이 줄어듭니다. 이 공구는 단단한 금속에 잘 작동하며 낮은 열을 유지합니다.
고속 포켓팅
고속 포켓 가공은 부품 내부의 넓은 영역을 정리하는 데 사용됩니다. 이 기계는 깊은 절삭이 아닌 빠르고 얕은 패스를 사용합니다. 이렇게 하면 칩을 빠르게 제거하고 공구 파손을 방지할 수 있습니다. 또한 포켓 벽을 더 매끄럽게 만듭니다.
나머지 가공
나머지 가공은 이전 절단에서 놓쳤을 수 있는 작은 영역을 다듬는 방법입니다. 소프트웨어는 남은 재료가 있는 영역을 식별하고 더 작은 공구를 사용하여 완성합니다. 이렇게 하면 시간이 절약되고 파트의 정확도가 유지됩니다.
다이내믹 밀링
다이나믹 밀링은 공구가 재료와 일정한 속도로 맞물리는 상태를 유지합니다. 공구 경로는 무거운 하중을 피하기 위해 변경됩니다. 이는 기계가 더 높은 속도와 이송을 사용할 수 있음을 의미합니다. 공구 마모를 줄이고 더 일관된 부품을 유지합니다.
고속 드릴링 및 태핑
빠른 속도 교련 그리고 두드리기 높은 스핀들 속도와 빠른 움직임을 활용합니다. 드릴이나 탭이 재료에 더 빨리 들어가고 빠져나옵니다. 따라서 사이클 시간이 단축됩니다. 특수 코팅과 냉각수는 공구의 날카로움을 유지하고 열을 줄이는 데 도움이 됩니다.
고속 가공의 이점
고속 가공을 사용하면 제조업체는 확실한 우위를 점할 수 있습니다. 생산 속도가 빨라지고, 부품 품질이 향상되며, 공구의 수명이 길어집니다. 다음은 이 방법을 사용할 때 팀이 경험하는 주요 이점입니다.
생산성 향상
고속 가공으로 더 빠르게 절삭합니다. 사이클 시간이 짧아지고 유휴 동작이 줄어듭니다. 기계는 절단에 더 많은 시간을 소비하고 단계 간 이동 시간을 줄입니다.
상점은 같은 시간에 더 많은 부품을 생산할 수 있습니다. 따라서 더 많은 기계 없이도 마감일을 맞추고 더 많은 주문을 처리할 수 있습니다.
향상된 표면 마감
도구가 더 빠르게 움직이고 더 가볍게 절단하기 때문에 완성된 표면이 더 부드러워집니다. 버와 거친 모서리가 줄어듭니다.
이렇게 하면 보조 작업의 필요성을 줄이거나 제거할 수 있습니다. 세련 또는 연마. 최종 제품의 외관을 향상시키면서 시간과 노동력을 절약할 수 있습니다.
공구 마모 감소
HSM은 절삭력과 열을 줄이는 기술을 활용합니다. 열이 적다는 것은 공구 손상이 적다는 것을 의미합니다. 공구 경로가 매끄러우면 절삭날에 갑작스러운 압력이 가해지는 것도 방지할 수 있습니다.
그 결과 공구의 수명이 길어집니다. 따라서 공구 비용이 절감되고 안정적인 생산이 유지됩니다.
에너지 소비량 감소
고속 가공은 더 작은 절삭과 안정적인 공구 경로를 사용하여 재료를 더 빠르게 제거합니다. 따라서 기계 모터에 가해지는 부담이 줄어듭니다.
이 기계는 부품당 전력 사용량이 적습니다. 시간이 지남에 따라 에너지 비용을 낮추고 보다 효율적인 생산을 지원합니다.
고속 가공 작업의 핵심 요소
고속 가공의 이점을 극대화하려면 몇 가지 핵심 요소가 함께 작동해야 합니다. 각 요소는 프로세스의 속도, 정확성, 안정성에 영향을 미칩니다. 무엇이 가장 중요한지 살펴봅시다.
스핀들 속도 및 파워
고속 가공에는 높은 스핀들 회전수가 필요합니다. 많은 설정이 10,000RPM 이상에서 실행됩니다. 스핀들은 또한 부하가 걸린 상태에서 이러한 속도를 유지할 수 있는 충분한 출력을 가져야 합니다.
더 강력한 스핀들은 속도 저하 없이 더 깊거나 빠른 절삭을 처리할 수 있습니다. 또한 진동과 표면 마감 불량도 방지할 수 있습니다.
기계 강성 및 안정성
고속에서는 아주 작은 진동도 부품을 손상시킬 수 있습니다. 기계 프레임은 견고해야 합니다. 부품은 구부러지거나 흔들리는 것을 견딜 수 있어야 합니다.
안정된 기계는 더 부드럽게 절단합니다. 또한 공구를 보호하고 수명을 연장하는 데 도움이 됩니다. 이것이 대부분의 HSM 기계가 튼튼한 프레임과 정밀한 선형 가이드를 갖춘 이유입니다.
도구 경로 최적화
공구 경로 전략이 중요한 역할을 합니다. 고속 가공은 급회전이나 갑작스러운 방향 변경을 피하는 경로에서 가장 잘 작동합니다.
매끄럽게 흐르는 경로는 일정한 절삭 하중을 유지합니다. CAM 소프트웨어는 이러한 경로를 생성하는 데 도움이 됩니다. 또한 불필요한 에어 컷과 중첩을 방지합니다. 따라서 시간이 절약되고 공구가 보호됩니다.
워크홀딩 및 고정
고속에서는 부품이 조금만 움직여도 문제가 발생할 수 있습니다. 부품을 제자리에 단단히 고정해야 합니다. 클램프, 바이스 및 픽스처는 진동에 견디고 고정 상태를 유지해야 합니다.
맞춤형 고정 장치가 자주 사용됩니다. 복잡한 모양이나 얇은 벽을 구부리지 않고 고정하는 데 도움이 됩니다. 고정이 잘되면 정확도와 반복성이 향상됩니다.
산업 전반의 애플리케이션
HSM은 다양한 산업 분야에서 활용되고 있습니다. 이를 통해 기업은 세부 부품을 더 빠르고 더 높은 품질로 생산할 수 있습니다. 다음은 HSM이 중요한 영향을 미치는 몇 가지 주요 영역입니다.
항공우주 부품
항공우주 분야에서는 티타늄이나 인코넬과 같은 단단한 금속으로 작업하는 경우가 많습니다. 이러한 소재는 가공하기 어렵습니다. HSM은 크기 제한을 엄격하게 유지하면서 금속을 빠르게 제거합니다. 일반적으로 얇은 벽을 만드는 데 사용됩니다, 괄호, 커버및 구조 부품을 제작할 수 있습니다. HSM은 무게를 줄이고, 부품 정확도를 개선하고, 생산 시간을 단축하는 데 도움이 됩니다.
자동차 부품
자동차 제조업체는 엔진 블록, 서스펜션 부품 및 맞춤형 설계에 HSM을 사용합니다. 빠른 절삭 속도로 대규모 생산을 지원합니다. 이 공정은 알루미늄 및 기타 경량 금속과 잘 작동하여 연료 절감을 개선하는 데 도움이 됩니다.
의료 기기
의료용 부품은 정밀하고 매우 매끄러워야 합니다. HSM은 도구, 임플란트 및 테스트 장비를 만드는 데 사용됩니다. 스테인리스 스틸, 티타늄, 플라스틱과 같은 소재에 깨끗하고 선명한 디테일을 구현할 수 있습니다. 따라서 추가 마감 처리가 필요 없거나 줄어드는 경우가 많습니다.
금형 및 다이 제작
HSM은 금형 및 다이 산업. 단단한 금속을 높은 정확도로 가공합니다. 표면이 매끄러워지면 나중에 연마할 필요가 줄어듭니다. 빠른 절삭 속도 덕분에 공구 제작자는 금형을 신속하게 납품할 수 있으며, 이는 특히 단품 또는 맞춤형 부품에 유용합니다.
구현을 위한 모범 사례
HSM에서 최상의 결과를 얻으려면 설정의 모든 측면을 신중하게 고려하고 최적화해야 합니다. 모범 사례를 따르면 오류를 줄이고 도구 수명을 연장하며 일관된 품질을 유지하는 데 도움이 됩니다.
부품 적합성 평가
모든 부품이 고속 가공에 적합한 것은 아닙니다. 먼저 재료, 모양 및 공차 요구 사항을 확인하는 것이 중요합니다.
일반적으로 벽이 얇거나 곡선이 좁거나 포켓이 깊은 부품이 가장 큰 혜택을 받습니다. 더 단순한 부품이나 소량 실행에는 HSM의 속도와 비용이 필요하지 않을 수 있습니다.
적합한 공작 기계 선택
기계는 고속 작업을 위해 제작되어야 합니다. 즉, 빠른 스핀들, 빠른 모션 제어, 튼튼하고 견고한 프레임을 갖춰야 합니다.
기계가 약하거나 느리면 진동이 발생하거나 거친 표면이 남을 수 있습니다. 또한 공구 수명이 단축되고 오류가 발생할 수 있습니다.
고품질 절단 도구 사용
좋은 공구는 HSM의 핵심입니다. 빠른 절단을 위해 올바른 코팅과 모양을 갖춘 날카롭고 균형 잡힌 공구를 사용하세요.
내열 코팅이 된 카바이드 공구(예: TiAlN 또는 다이아몬드)가 가장 좋은 선택입니다. 공구가 절단하려는 재료와 일치하는지 확인하세요.
제어 칩 대피
고속에서는 칩이 빠르게 쌓입니다. 칩을 빠르게 제거하지 않으면 공구가 손상되거나 부품이 과열될 수 있습니다.
에어젯, 절삭유 또는 고압 시스템을 사용하여 칩을 제거합니다. 공구 경로가 열려 있어야 하고 칩이 쉽게 흐르도록 절단이 가벼워야 합니다.
워크홀딩의 강성 유지
파트는 절단하는 동안 완전히 움직이지 않아야 합니다. 움직이면 진동, 표면 마감 불량 또는 공구 손상이 발생할 수 있습니다.
강력한 클램프 또는 맞춤형 고정 장치를 사용합니다. 진동을 제한하기 위해 공작물을 테이블에 가깝게 유지합니다. 견고한 설정은 더 나은 절삭과 공구 수명 연장으로 이어집니다.
결론
고속 가공은 제조업체가 더 나은 정밀도와 더 긴 공구 수명으로 부품을 더 빠르게 절삭할 수 있도록 도와주는 최신 접근 방식입니다. 생산성 향상을 위해 빠른 스핀들 속도, 최적화된 공구 경로, 안정적인 기계에 의존합니다. 이 방법은 항공우주, 자동차, 의료 및 금형 제작 산업에서 널리 사용됩니다.
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안녕하세요, 저는 케빈 리입니다
지난 10년 동안 저는 다양한 형태의 판금 제작에 몰두해 왔으며 다양한 워크숍에서 얻은 경험에서 얻은 멋진 통찰력을 이곳에서 공유했습니다.
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케빈 리
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.
