순수건조제품! CNC 가공 시 올바른 공구 경로 선택을 위한 팁!
현대 제조 기술의 지속적인 발전으로 장비와 이를 지원하는 CAM 시스템이 널리 적용되고 개발되었습니다. CAM 시스템에 의해 생성된 가공 공구 경로(즉, 공구 경로)는 장비의 가공 작업을 제어하는 핵심입니다. 이는 공작물의 정밀도, 표면 거칠기, 전체 가공 시간, 공작 기계의 수명 등 여러 측면에 직접적인 영향을 미치며 궁극적으로 생산 효율성을 결정합니다.
이 기사에서는 절단 방법의 다양한 특성과 선택에 영향을 미치는 몇 가지 요소를 분석하고 밀링 공정의 가공 방법과 절단 방법을 비교하여 적절한 절단 방법을 선택하는 방법에 대한 참고 자료를 제공합니다.
1, 칼걷기법
1. 절단 방법의 기본 개념
공구 보행 방법은 공작물의 절단을 완료하기 위해 공구가 사용하는 궤적 계획 방법을 나타냅니다. 동일한 부품을 가공할 때 여러 절단 방법을 사용하면 부품의 크기 및 정확도 요구 사항을 충족할 수 있지만 처리 효율성은 동일하지 않습니다.
2. 절단방법의 분류
절단 방법은 단방향 절단, 왕복 절단, 원형 절단, 복합 절단의 네 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 복합 절단은 처음 세 가지 절단 유형의 조합입니다. 가공 전략의 관점에서 보면 단방향 또는 왕복 절삭을 사용하는 것은 절삭과 절삭입니다. 따라서 다양한 가공 전략에 따라 절단 방법은 행 절단, 링 절단 및 기타 특수 방법으로 나눌 수 있습니다. 일반적으로 사용되는 방법은 행 절단과 링 절단입니다.
라인커팅 방식은 공작기계의 이송속도를 극대화하는데 유리하며, 절삭면 품질도 원형커팅에 비해 우수합니다. 그러나 복잡한 평면형 캐비티에 여러 개의 돌출부가 있어 여러 개의 내부 윤곽을 형성하는 경우, 즉 공구 경로의 특정 지점에서 또는 공구와 돌출부 사이의 간섭을 피하거나 복귀하기 위해 추가적인 공구 리프팅 동작이 발생하는 경우가 많습니다. 가공되지 않은 나머지 영역으로 공구를 이동하려면 공구를 가공 평면에서 특정 높이까지 들어 올린 다음 다른 공구 경로의 시작점으로 변환한 다음 절삭 작업을 계속해야 합니다.
라인 커팅에서 절삭 공구의 궤적은 주로 고정된 방향에 평행한 일련의 직선 세그먼트로 구성되어 있어 계산하기 쉽습니다. 그림 1과 같이 단순 캐비티 정밀 가공이나 큰 마진을 제거하기 위한 거친 가공에 적합합니다.
그림 1: 왕복 절삭 공구 경로
링 절단 가공에서 공구는 유사한 경계 윤곽을 가진 경로를 따르며 일련의 닫힌 곡선으로 구성되어 부품을 절단할 때 공구가 동일한 절단 상태를 유지할 수 있습니다. 링 절단 가공은 연속 바이어스를 통해 현재 원형 궤적 맵을 구성하여 다음 원형 궤적을 계산하기 때문에 계산이 복잡하고 시간이 많이 걸립니다. 그림 2와 같이 복잡한 공동 및 표면 처리에 적합합니다.
그림 2 링 절삭 공구 경로
2, 절단 방법에 영향을 미치는 요인
1. 공작물 자체의 모양과 기하학적 요소
공작물 자체의 형상 및 기하학적 요소에는 가공 영역의 기하학적 형상, 공구 영역의 크기 및 위치 등이 포함됩니다. 이는 공작물 자체의 고유한 특성으로 불변의 요소이지만 기본이 되는 것은 절단 방법을 결정하는 요소.
2. 가공경로
가공 경로는 가공 목적을 달성하기 위한 직접적인 공정이자 절삭 방법을 선택하는 직접적인 기초입니다. 공정 경로에 따라 가공 영역의 순서, 공구 영역의 병합 및 분할, 황삭, 준정밀 가공, 정밀 가공의 구분이 결정됩니다. 목표를 달성하기 위한 여러 가지 프로세스 경로가 있으며, 이에 따라 다양한 절단 방법 선택이 결정됩니다.
3. 공작물 재료
공작물의 재질도 절단 방법을 결정하는 요소 중 하나입니다. 공작물 재료는 직접적인 가공 대상으로 절단 방법에 직접적인 영향을 미치지 않지만 공구 재료 선택, 크기 및 가공 방법에 영향을 미치므로 절단 방법에 간접적으로 영향을 미칩니다. 공작물 블랭크의 모양과 크기는 공작물의 다양한 부분에서 가공 공차 분포의 균일성에 영향을 미칠 수 있습니다. 동시에, 선택적인 블랭크 크기 및 모양이 있는 공작물의 경우 다양한 블랭크 크기 및 모양을 사용하면 클램핑 방법이 변경되고 가공 영역이 재분배되며 가공 전략에 영향을 미쳐 공구 이동 방법이 달라질 수 있습니다.
4. 공작물의 클램핑 및 고정 방법
공작물의 클램핑 및 체결 방법은 압력판에 의해 생성된 새로운 "공구 필드"의 영향, 절삭 수량에 대한 체결력의 영향 등 절삭 방법에 간접적인 영향을 미치며, 이는 절삭 방법의 변화로 이어지며, 절단 방법에 대한 진동의 영향.
5. 절삭 공구 선택
절삭 공구 선택에는 공구 재질, 공구 모양, 공구 길이 및 톱니 수가 포함됩니다. 이러한 매개변수는 공구와 공작물 사이의 접촉 면적과 빈도를 결정하여 단위 시간당 절삭 재료의 양과 기계 부하를 결정합니다. 내마모성과 공구 수명이 절삭 시간을 결정합니다. 공구 크기(예: 직경)는 절단 방법에 직접적인 영향을 미칩니다. 직경이 다른 공구를 선택하면 잔여 영역의 크기가 영향을 받아 가공 궤적과 공구 경로가 변경됩니다.
6. 도메인 선택 처리
밀링 공정 중에 복잡한 평면 캐비티에 여러 개의 돌출부가 있어 여러 내부 윤곽을 형성하는 경우 라인 절단을 위해 추가 도구 리프팅 작업이 생성되는 경우가 많습니다. 링 절단의 경우 가공 궤도가 길어집니다. 이러한 추가 도구 리프팅 작업 또는 가공 궤적의 연장은 절단 효율성을 심각하게 감소시킵니다. 따라서 이러한 상황의 빈도를 최소화하는 방법은 우리의 주요 관심사입니다.
가공 요구 사항에 따라 전체 절단 영역을 여러 하위 영역으로 나누고, 각 하위 영역을 별도로 처리하고, 각 하위 영역 사이에서 도구를 들어 올립니다. 동시에 절단 방법에 따라 이러한 하위 영역을 병합 또는 분할하거나 무시할 수도 있습니다. 이렇게 가공 영역을 다르게 선택하면 공구 리프트 수가 줄어들 뿐만 아니라 가공 궤적도 상대적으로 길어지지 않습니다. 동시에 새로운 영역에 가장 합리적인 툴 워킹 방법을 채택하여 가공 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
3, 절단 방법의 합리적인 선택
1. 기본 선정 원칙
절삭 방법을 선택할 때 두 가지 사항을 고려해야 합니다. 첫째, 가공 시간의 길이, 둘째, 가공 공차가 균일한지 여부입니다. 일반적으로 링 절단 방법은 공작물의 형상에 따라 결정되며 가공 공차는 비교적 균일합니다. 라인 커팅 방식을 사용하는 경우 가공 여유가 상대적으로 고르지 않습니다. 라인 절단 후 보다 균일한 여유를 남기려면 일반적으로 경계 주위의 원형 절단 도구 경로를 늘려야 합니다. 고르지 않은 마진 요구 사항이 무시되면 절단 경로의 공구 경로 길이는 일반적으로 상대적으로 짧습니다. 마진의 불균일성을 고려하고 원형 절삭 공구 경로를 늘리면 가공 영역 경계가 긴 경우(예: 다중 공구 영역의 경우) 경계 주변의 원형 절삭 공구 경로가 가공 영역에 상당한 영향을 미칩니다. 총 처리 시간 및 행 절단 도구 경로는 일반적으로 원형 절단 도구 경로보다 깁니다. 절단 도구의 절단 위치는 계산하기 쉽고 메모리를 덜 차지하지만 도구를 들어 올리는 횟수가 더 많습니다. 원형 공구 경로를 사용하는 경우 링 경계를 여러 번 오프셋하고 자체 교차 링을 지워야 합니다.
2. 외부 기능에 따라 선택
공작물의 형상 특성에 따라 가공의 절삭 경로가 결정됩니다. 다양한 가공 대상에 따라 공작물은 간단히 평면 캐비티 유형과 자유 형식 표면 유형으로 나눌 수 있습니다.
평면 공동은 일반적으로 행 절단 방법을 사용하여 처리됩니다. 이러한 유형의 공작물은 대부분 상자 본체, 베이스 및 기타 부품과 같은 블랭크의 전체 절단 및 밀링에 의해 형성되므로 가공 여유가 큽니다. 열절삭 방식을 사용하면 공작기계의 이송속도를 극대화하여 가공효율을 향상시킬 수 있으며, 절단면 품질도 원형절삭에 비해 우수합니다.
자유형 표면은 일반적으로 링 절단 처리를 사용합니다. 이는 주로 표면이 대부분 주조이거나 규칙적인 모양으로 형성되고 공차가 고르지 않게 분포되고 표면 정확도에 대한 요구 사항이 높기 때문입니다. 둘째, 라인 절단에 비해 원형 절단은 표면 처리 특성이 더 우수하고 표면의 실제 모양에 더 잘 근접할 수 있습니다.
3. 가공전략에 따라 선택
부품 가공은 대개 거친 가공, 반정밀 가공, 정밀 가공의 세 단계로 나뉩니다. 때로는 마무리 단계도 있습니다. 가공 정확도를 보장하려면 가공 단계를 합리적으로 나누는 것이 필요합니다. 공작 기계의 기능이 비교적 단일하기 때문에 각 단계의 경계는 기존 가공 방법의 공정 경로에서 명확하게 볼 수 있습니다. 그러나 CNC 밀링 가공에서는 이 경계가 상대적으로 모호하고 혼합 상황(예: 거친 가공 단계의 미세 가공 내용과 미세 가공 단계의 거친 가공 흔적)이 있을 수 있습니다. CNC 가공에서도 가공 품질을 보장하기 위해서는 가공 단계의 분할이 필요합니다. 그러나 클램핑 시간을 줄이고 공구 보행 동작을 단순화하기 위해 각 단계의 가공 내용을 결정하는 방법이 기존 가공 프로세스와 다를 수 있습니다.
황삭 가공의 주요 목표는 단위 시간당 재료 제거율을 달성하고 반정밀 가공을 위한 공작물의 기하학적 프로파일을 준비하는 것입니다. 따라서 레이어 절단에는 행 절단 또는 복합 절단 방법이 자주 사용됩니다. 준정밀 가공의 주요 목표는 공작물의 윤곽 형상을 평면화하고 표면 조도 가공 여유를 균일하게 만드는 것입니다. 따라서 링 절단이 자주 사용됩니다. 정밀 가공의 주요 목표는 기하학적 치수, 형상 정확도 및 표면 품질에 대한 요구 사항을 충족하는 공작물을 얻는 것입니다. 내부는 가공물의 기하학적 특성에 맞게 절단해야 하며, 모서리와 접합부는 원형 절단 방법을 사용하여 절단해야 합니다.
4. 프로그래밍 전략에 따라 선택
프로그래밍 중 절단 방법을 결정하는 원칙은 주로 다음과 같습니다. 부품의 가공 정확도 및 표면 거칠기 요구 사항을 보장합니다. 가공 경로를 단축하고 절삭 공구의 유휴 이동 시간을 줄이기 위한 노력이 이루어져야 합니다. 프로그래밍 작업량을 줄이기 위해 더 적은 수의 프로그램 세그먼트로 수치 계산을 간단하게 만들어야 합니다. 일반적으로 평면 캐비티의 경우 가공 영역을 행 절단으로 나누어 공구 리프트 수를 줄입니다. 자유 형태 표면 근사법은 모양을 근사화하는 방법입니다. 블랭크 모양의 선택과 크기는 프로그래밍 선택에 영향을 미칩니다. 블랭크의 형상을 증가시켜 체결하기 어려운 형상의 가공을 체결하기 쉬운 라인 커팅 방식을 사용하여 형상 캐비티 가공으로 변환할 수 있습니다. 또는 링 커팅으로 가공된 자유 형태 표면을 행 커팅으로 변경하여 가공 효율성을 높일 수 있습니다.
