CNC 가공 기술이 산업 및 기계 제조에 널리 사용된 후, CNC 밀링은 많은 복잡한 부품의 주요 가공 방법이 되었습니다. 데이터 프로그래밍과 CNC 장비를 결합하여 정밀 부품 소재를 가공하여 현재 기계 제조 산업의 생산 및 가공 효율성을 개선합니다. 그러나 현재 시장의 요구에 더욱 적응하고, 더 높은 품질의 부품 소재를 개선하고, 더 높은 품질의 CNC 프로그램을 분석하고 연구하기 위해서는 기술자가 주의해야 할 주제이기도 합니다.
따라서 절단 공정에서 제어해야 할 변화 요인은 소재의 가공뿐만 아니라, 절단면의 크기 등도 포함된다. 엔드밀 도구, 도구 경로, 절삭량 및 기타 요인은 재료 가공의 품질과 효율성에 영향을 미칩니다. 특히 현재 일부 복잡한 기계 재료의 경우 복잡한 곡선 부품이 있을 수 있으며, CNC 가공 장비의 파트 프로그램의 도움을 받고 합리적인 절삭 매개변수를 선택해야 합니다. 이는 작업의 품질을 보장하는 데 중요한 요소입니다.
절단 매개변수 분석 및 최적화의 중요성
기계공학 발전사에서 기계 제조 산업의 절삭 데이터베이스는 매우 중요한 위치를 차지합니다. 최근 몇 년 동안 우리나라의 산업 시스템 개발 과정에서 중국에서 기본 기술 절삭 데이터베이스가 구축되었습니다. 일반적으로 초기 절삭 데이터 설정은 많은 연습을 통해 확립됩니다. 실험에 필요한 조건은 일반적으로 현재 처리에 필요한 기본 조건입니다. 따라서 기술 장비를 업데이트한 후 이전 매개변수를 다시 최적화하고 설계해야 합니다. 따라서 절삭 데이터베이스가 구축되고 생성되면 업데이트하기가 더 어렵습니다. 일부 이전 데이터베이스는 데이터 노후화에 직면하여 사용할 수 없습니다. 기술 장비의 업데이트로 절삭 데이터를 업데이트할 수 없으면 재료 부품의 생산 및 처리를 안내할 수 없으며 많은 자원 낭비가 발생합니다.
시장의 발전과 함께 많은 제조 공장 내부의 기술 장비도 끊임없이 혁신하고 개선되고 있습니다. 해당 절단 매개변수가 최적화되지 않고 동기적으로 설정되지 않으면 후속 재료 생산 및 가공의 효율성과 품질에 영향을 미칩니다. 위의 요인을 기반으로 기계 장비 선택과 절단 매개변수 설정을 최적화하는 것은 제조 기업이 직면해야 할 문제이며, 그 중요한 역할과 의의가 있습니다.
첫째, 기계 가공 장비를 합리적으로 선택하고 절삭 매개변수를 최적화함으로써 기술자는 장비 기술을 업데이트하는 동안 일치하는 데이터 프로그램을 사용하여 생산 및 가공의 효율성과 품질에 영향을 미치지 않도록 할 수 있습니다. 둘째, 절삭 매개변수를 고려한 데이터 프로그래밍 과정에서 데이터 모델과 알고리즘을 동시에 탐색하고 최적화하여 프로그래밍 데이터와 절삭 가공 간의 관계를 더 명확하게 만들 수 있습니다. 셋째, 데이터 모델과 절삭 매개변수를 최적화하면 공작 기계의 절삭 시간을 효과적으로 줄이고 생산 및 가공 효율성을 향상시키는 동시에 가공 재료의 낭비도 줄일 수 있습니다.
일반적으로 절삭 매개변수는 기술 장비의 혁신과 함께 지속적으로 최적화되고 변경되어야 하는 리소스입니다. 현재 단계에서 국내 산업 시스템은 산업 업그레이드 단계에 직면해 있으며 해결해야 할 절삭 매개변수 최적화 문제가 많이 있습니다. 많은 핵심 기술 노드도 기술자가 지속적으로 탐색하고 최적화해야 합니다. 장기적인 연구와 분석을 통해서만 데이터 매개변수의 효과를 점진적으로 개선할 수 있습니다.
장비선정 및 절단파라미터 연구현황
금속 복합소재 가공에서 절단은 이 단계에서 가장 실현 가능한 가공 방법이 되었습니다. 많은 공장에서 절단을 사용한 가공량이 작업량의 절반을 차지했으며 대부분의 재료 부품은 절단을 통해 생산 및 가공됩니다. 그러나 현재 절단 가공의 품질과 효율성은 여전히 최적화되고 해결되어야 하는 중요한 연구 내용입니다.
절단 데이터와 장비의 합리적인 선택은 효율성을 개선할 수 있습니다. 일부 전통적인 부품 가공에서 일괄 생산과 관련하여 특정 절단 매개변수를 공식화하기 위해 프로세스 테스트가 필요합니다. 단일 부품 제품의 경우 기술자 자신의 경험과 운영이 절단 테스트에 필요합니다. 결국 효과적인 완제품을 얻을 수 있는지 여부는 기술자 수준에 따라 달라집니다. 이러한 테스트 과정에서 많은 수의 불량 제품과 폐기물이 불가피하게 나타나므로 현재 많은 공장에서 UG, CAM 및 기타 소프트웨어 사용을 최적화하는 방법을 연구하고 있습니다.
절삭 매개변수의 합리적인 결정은 공장의 비용 소비, 생산 효율성, 품질, 이익 등에 직접적인 영향을 미치지만, 절삭 매개변수의 설정은 종종 가공 요구 사항, 재료 특성, 공구 선택 및 사용, 공작 기계 정확도 및 성능, 기술 인력의 전문 수준 등과 같은 많은 내부 및 외부 요인의 영향을 받습니다. 이는 절삭 매개변수의 설계 및 공식화에 직접적인 영향을 미칩니다. 따라서 절삭 매개변수 설정을 최적화하는 과정에서 기술 인력은 매개변수 설정을 최적화하기 위한 데이터 모델을 수립해야 하며, 여기에는 주로 설계 변수, 목적 함수, 제약 조건 등 매개변수 설정의 세 가지 측면이 포함됩니다. 현재 절삭 매개변수 설정을 최적화하는 데 일반적으로 사용되는 방법은 선형 프로그래밍, 좌표 회전 방법, 그래픽 방법 등입니다.
재료 가공에서의 장비 선택 및 절단 매개변수 설정의 최적화
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가공할 금속소재에 오목한 가공면이 있는 경우 볼 엔드밀 마무리 또는 준정삭에서 좋은 가공 표면을 보장하기 위해 선택해야 합니다. 거친 가공인 경우 플랫 엔드밀을 선택할 수 있습니다. 가공 표면이 볼록한 표면인 경우 거친 가공 공정 중에 둥근 코 엔드밀을 사용해야 합니다. 필렛 밀링 커터의 기하학적 조건이 종종 플랫 엔드 밀링 커터보다 더 적합하기 때문입니다. 마무리 공정에서 사용되는 일부 도구의 반경은 특히 일부 부품의 모서리에서 가공된 부품의 필렛 반경보다 작아야 합니다. 호를 보간하기 위해 모서리 반경보다 반경이 낮은 도구를 선택해야 합니다. 이렇게 하면 일부 직선 보간 공정에서 과도한 절단 문제가 발생하지 않고 재료가 손상되지 않습니다.
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일부 복잡한 부품의 경우, 특히 복잡한 곡선 부품을 가공할 때 표면 유형이 많을 것이고, 절삭 공구는 종종 전체 부품 가공 공정을 완료할 수 없으므로, 공구를 선택할 때 마무리 또는 거친 가공을 위해 더 큰 직경의 공구를 선택하도록 하십시오. 이는 가공 중에 공구의 반경이 작을수록 통과해야 하는 가공 경로가 길어져 가공 효율성이 떨어지고, 반경이 작은 공구는 더 많이 마모되기 때문입니다.
페이스 밀링 커터 선택. 페이스 밀링 커터는 가장 널리 사용되는 도구 중 하나이며, 절삭량도 모든 도구 중에서 가장 큰 범주입니다. 주요 장점은 절삭량이 크기 때문에 다른 도구보다 가공 효율이 높고 가공된 소재 부품의 표면이 비교적 매끄럽고 너무 거칠지 않으며 고온 저항성도 있어 육면체와 일부 대형 페이스 스텝 소재 작업물에 자주 사용된다는 것입니다. 페이스 밀링 커터를 사용하여 거친 금형이나 금형 캐비티 홈을 가공하는 경우 가공에 수직 절단, 사선 이송 또는 나선형 이송 방법을 사용하지 않도록 주의해야 합니다. 이러한 이송 방법은 기계 스핀들을 손상시킬 가능성이 더 높아 기계 내부 장비의 수명이 단축되므로 일반적으로 작업물 외부에서 측면 이송 밀링 방법을 선택해야 합니다.
거친 엔드밀. 거친 엔드밀은 일반적으로 공작물 성형에 사용됩니다. 주요 장점은 큰 절삭량, 깊은 절삭, 절삭 중에 발생하는 작은 저항입니다. 대부분의 경우 밀링 스텝, 소켓 및 기타 공작물에 사용됩니다.
파인 엔드밀. 파인 엔드밀은 일반적으로 미세 가공에 사용됩니다. 이 유형의 도구로 가공한 후, 작업물의 표면은 일반적으로 더 매끄럽고 평평하며 가공의 치수 정확도가 더 높습니다. 일부 작업물이 가공의 최종 공정으로 형성되려고 할 때, 이 유형의 도구는 가공된 부품의 외관과 합리적인 크기를 극대화하는 데 사용되므로 파인 엔드밀은 일반적으로 금형 코어 및 금형 베이스와 같은 작업물의 미세 가공에 사용됩니다.
폐기된 엔드밀. 이 유형의 도구는 일반적으로 고속, 고속으로 사용됩니다. 가벼운 절삭에서 일반적인 가공 방법입니다. 일반적으로 이 유형의 도구는 NC 과정에서 더 많이 사용됩니다. 도구 자체도 거친 도구와 미세 도구의 두 가지 유형으로 나뉩니다. 거친 도구는 일반적으로 탈출에 사용되고 미세 도구는 작업물의 바닥 표면을 마무리하는 데 사용됩니다.
절삭량 고려. 절삭 깊이는 일반적으로 한 번의 이송에서 절삭 공작물의 표면 층을 말합니다. 대부분의 경우 밀리미터가 깊이 단위로 사용됩니다. 일반적으로 공작 기계 강성과 공구 강도의 문제로 인해 절삭 깊이는 일부 소재 부품을 가공하는 동안 공구 브랜드와 소재 부품의 특성에 따라 고려됩니다. 절삭 과정에서 일부 위치는 약 0.4mm~1.2mm로 예약해야 합니다. 마무리 과정에서도 가공 여유는 공구의 브랜드와 치수 정확도에 따라 약 0.02mm~0.05mm로 예약됩니다. 마무리 과정에서는 가장자리를 트리밍하지 않고 바닥을 트리밍하고 가장자리를 트리밍하지 않고 바닥을 트리밍하는 가공 원리에 주의해야 합니다.
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코너 반경 밀링 커터의 특성으로 인해 블레이드 각도는 절삭 공정 중 부품과 접촉할 때 90° 범위 내에서 달라질 수 있습니다. 가공 범위 내에서 보다 연속적인 절삭력 변화를 사용하여 가공 공정을 보다 유연하게 만들 수 있습니다. 이는 가공 품질을 개선하고 공구 수명을 연장하는 데 더 도움이 됩니다. 또한 거친 가공 중에 라운드 노즈 밀링 커터를 사용할 때 볼 노즈 밀링 커터를 사용할 때보다 절삭 조건이 더 좋습니다.
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위에서 언급한 내용은 절삭 매개변수 설정이 재료 부품 가공, 특히 가공 품질과 효율성에 중요하다는 것을 분명히 했습니다. 예를 들어, CAM 소프트웨어에서 제어해야 하는 절삭 매개변수는 주로 스핀들 속도, 공구 절삭의 깊이와 폭 등에 관한 것입니다.
스핀들 속도 설정. 공작 기계의 스핀들 속도를 제어할 때 절삭 속도는 일반적으로 계산 및 설정에 사용됩니다. 일반적으로 사용되는 계산 공식은 n=1000VC/πd이며, 여기서 d는 공구의 직경을 나타내고 vc는 절삭 속도를 나타냅니다. 가공 공정에서 공구의 절삭 속도 선택은 종종 공구의 내구성과 관련이 있습니다. 사용된 재료, 공구 및 가공 구조가 명확해지면 절삭 속도가 공구의 내구성에 영향을 미치는 요인이 되고 부적절한 절삭 속도는 공구의 서비스 수명을 직접적으로 줄입니다. 특히 일부 재료 금형의 마무리 공정에서는 가공 중에 공구를 변경하는 것을 피해야 합니다. 그렇지 않으면 가공 품질에 영향을 미칩니다.
스핀들 속도의 다양한 이송 속도 요소: T=0.3D, T는 Z축에서 각 공구의 하강 깊이를 나타냅니다. P=0.7D, P는 각 공구의 이송 속도를 나타냅니다. T=R2=0.2mm 미만, R3=0.5mm 미만, P=0.1D이므로 최종 속도 F=S*FZ*Z, FZ는 이빨당 절삭량을 나타내고, Z는 이빨 수를 나타내고, F는 이송 속도를 나타냅니다. 물론, 이 공식은 프로그램마다 다를 수 있습니다. 일부 공식은 F=nzf를 보여줍니다. 이 공식에서 n은 스핀들 속도를 나타내고, z는 밀링 커터 이빨 수를 나타내고, f는 이빨당 이송을 나타냅니다. 이빨당 이송 설정은 재료의 특성, 공구의 품질 및 구조에 따라 고려됩니다. 일반적으로 공작물의 강도가 높을수록 이빨당 이송은 작아집니다. 기술자는 실제 처리 요구 사항에 따라 매개변수 설정을 고려해야 합니다.
가공 이송 속도 및 공구 절단. 이송 속도 선택 측면에서 이러한 요인은 가공 후 부품의 표면 매끄러움과 정밀도에 직접적인 영향을 미칩니다. 일반적으로 사용되는 매개변수 설계 공식은 f=nzf이며, 여기서 n은 스핀들 속도를 나타내고, z는 밀링 커터 이빨 수이며, f는 이빨당 이송입니다. 이빨당 이송에 영향을 미치는 요인은 여러 가지가 있으며, 주로 가공 중 공구 재료, 밀링 커터 구조 및 기계적 특성을 고려합니다. 재료 작업물 자체의 강도가 더 신뢰할 수 있는 경우 필요한 이빨당 이송이 더 작아집니다. 일부 합금 밀링 커터의 경우 경도 신뢰성이 기존 강철 밀링 커터보다 높습니다. 재료 가공에서 정확도 및 표면 가공 정밀도에 대한 요구 사항이 더 높은 경우 이송 속도 설정은 적절한 감소에 초점을 맞춰야 합니다.
절삭량 및 스텝 폭 설정. 일부 곡면 부품 소재에 CNC 가공을 사용하는 경우, 다른 부품 표면의 곡률과 반경이 다르기 때문에 가공이 매우 복잡하고 번거롭기 때문에 평면 밀링 가공 방법과 구별해야 합니다. 예를 들어, 일부 블랭크 소재를 가공하는 과정에서 각 층이 층 사이에 원형 절단 또는 나선형 절단 방법을 사용하는 층상 절단 방법을 사용해 보세요. 각도는 15° 미만이어야 하며, 절삭 깊이는 소재 전체 길이의 10% 이내에서 제어해야 하며, 각 소재 층의 스텝 거리는 금형 크기에 따라 설정해야 하며, 일반적으로 공구 직경의 약 70%에서 제어해야 합니다.
재료 작업물의 품질을 보장하기 위해 더 작은 절삭량과 빠른 이송 속도를 선택하십시오. 일부 복잡한 재료 모델의 경우 가공 효율성을 보장하기 위해 별도로 가공을 수행하기 위한 적절한 도구를 선택하십시오. 절삭량의 크기는 또한 작업물, 공작 기계 및 도구의 영향을 받습니다. 따라서 실제 가공을 선택할 때 이러한 도구가 가공 기술 및 강성의 요구를 충족하려고 해야 한다는 점을 고려해야 합니다.
가공 시, 가공 효율과 품질을 보장하기 위해 최대 절삭량을 선택해야 합니다. 또한 가공 정확도와 부품 표면 거칠기가 가공 요구 사항을 충족하도록 하려면 특정 가공 여유를 확보해야 합니다. 일부 거친 가공 공정에서는 여유 제거가 일반적으로 레이어 절단으로 수행된 다음 CAM 프로그래밍으로 설계됩니다. 이를 위해 기술자는 상황에 따라 도구의 특정 절삭 깊이와 최대 단계 폭을 고려해야 합니다. 이러한 데이터 설정은 공작물의 성형 모양에 직접적인 영향을 미칩니다.
마무리 공정에서 적절한 절삭 깊이를 선택해야 하며, 절삭 깊이 설정은 일반적으로 부품의 표면 거칠기를 고려해야 합니다. CAM 프로그래밍을 사용할 때 일반 프로그램은 표면 거칠기를 제어하는 두 가지 유형의 매개변수를 제공하며, 주로 잔여 높이와 스텝 폭에 관한 것입니다. 프로그래밍할 때 스텝 폭을 제어하면 가공된 부품의 표면 거칠기에 더 많은 영향을 미칩니다. 일반적으로 스텝 폭이 작을수록 최종 성형 부품의 표면 거칠기가 작아집니다. 그러나 설정 문제로 인해 처리 효율이 감소하여 처리 시간이 더 길어집니다.
따라서 실제 가공에서도 가공 요구 사항을 고려하고 스텝 폭을 너무 낮게 설정하지 않도록 해야 합니다. 실제 가공 공정에서는 반정삭 방법으로 조정하거나 정삭 방법을 사용하여 공구 경로를 조정하여 가공된 부품의 표면 상태를 개선할 수 있습니다. 잔여 높이를 사용하여 부품의 가공 표면 거칠기를 제어하는 경우 레이아웃 폭은 작업물의 모양에 따라 자동으로 조정됩니다.
절삭 속도 고려. 절삭 속도는 일반적으로 스핀들 도구가 회전할 때의 선형 속도를 말합니다. 절삭 속도 설정은 도구 자체의 품질과 재료 부품의 특성, 내구성, 가공 조건 및 냉각 조건에 영향을 받습니다. 일반적으로 고속 강의 절삭 속도는 20m/min~130m/min으로 설정되고, 초경합금의 절삭 속도는 일반적으로 20m/min~160m/min으로 설정되고, 텅스텐 강의 절삭 속도는 일반적으로 30m/min~150m/min으로 제어됩니다. 재료의 특성에 따라 절삭 속도도 실제 상황에 따라 적절히 조정됩니다.
이송 속도 제어. 일반적으로 공구가 1분 동안 이송 방향을 따라 이동하는 거리를 말하며, 이송 속도에 영향을 미치는 요인은 주로 공구 강도, 공작 기계 성능, 가공 정확도 제어 및 부품 표면 평활도입니다. 이러한 요소의 중첩도 이송 속도 제어에 직접 영향을 미칩니다. 일반적으로 가공 공작 기계의 이송 속도는 30mm/min~1400mm/min으로 제어됩니다. 일부 고속 및 고성능 가공 공작 기계는 150mm/min~2000mm/min에 도달할 수 있습니다.
일반적으로 부품 소재 가공 과정에서 절삭 매개변수에 영향을 미치는 요인은 주로 절삭 공구, 공작 기계 성능, 공작물 환경 등입니다. 각 요인은 절삭 매개변수에 미치는 영향 정도가 다릅니다. 이 글에서는 절삭 매개변수에 영향을 미치는 몇 가지 요인을 요약하고 절삭 공구 및 공작물 소재와 같은 요인을 분석하며 절삭 매개변수에 미치는 구체적인 영향을 명확히 합니다. 앞으로 기계 가공은 고정밀, 고효율 방향으로 계속 발전할 것입니다. 기술 장비를 지속적으로 최적화하는 동시에 절삭 데이터 모델의 수립 및 사용에 집중하여 소재 부품 가공 품질과 효율성을 개선하는 것도 필요합니다.
