CNC 선삭 및 선삭밀 가공: 처짐이나 진동 없이 축, 슬리브 및 나사산 부품을 가공하는 방법

선삭 작업은 간단해 보입니다. 부품을 회전시키고 지름을 깎아내면 되니까요. 하지만 길고 가느다란 축은 중간에서 휘어지고, 얇은 슬리브는 덜컹거리고, 나사산은 찢어지고, 진짜 어려움은 서로 정확하게 정렬되어야 하는 형상들에서 시작됩니다. 대부분의 선삭 문제는 선반 자체의 문제가 아니라, 공작물을 어떻게 지지하고 힘을 어떻게 제어하느냐에 달려 있습니다.

회전 시 나타나는 문제점

• 휘어짐. 긴 축은 절삭력에 의해 휘어지며, 축의 중간 부분과 양 끝 부분의 절삭 형상이 달라집니다. 그 결과, 아무리 프로그램을 수정해도 고칠 수 없는 테이퍼형 또는 배럴형 형상이 발생합니다.
• 채터링. 유연한 공작물에 절삭력이 가해지면 진동이 발생합니다. 그 결과 눈에 띄는 채터링 자국이 생기고, 표면이 원형도가 떨어져 검사에 불합격하게 됩니다.
• 얇은 벽의 변형. 절삭력으로 인해 얇은 슬리브가 안쪽으로 눌리고, 공구가 지나간 후 ​​부품이 원래 위치로 되돌아가면서 최종 직경이 공구가 절삭한 직경과 달라집니다.
• 나사산 문제. 부드럽거나 섬유질 같은 재질은 나사산 부분에서 찢어지고, 단단한 재질은 인서트를 마모시켜 프로파일이 규격에서 벗어나게 됩니다.
• 관계가 틀어짐. 평면, 가로 구멍 또는 키홈이 필요한 축은 가공된 직경에 대해 이러한 형상들이 정확한 위치를 유지해야 합니다. 두 번의 셋업으로 작업하면 이러한 형상들이 어긋나게 됩니다.

1. 공작물을 지지하십시오

선반 가공에서 가장 중요한 요소는 지지대입니다. 센터 사이에 고정된 축은 척에서 빠져나온 축과는 절삭 방식이 다릅니다. 긴 축의 중간 부분에 안정대를 추가하면 처짐이 크게 줄어듭니다.

규칙은 간단합니다. 지지되지 않은 길이가 길수록 부품의 움직임이 커집니다. 부품 중앙 부분의 직경이 허용 오차를 벗어났다면, 가장 먼저 살펴봐야 할 것은 공구가 아니라 지지대입니다.

2. 절삭력의 균형을 맞추십시오

가늘고 긴 공작물의 경우, 절삭 깊이와 이송 속도는 절삭력을 최대화하기보다는 힘을 낮고 일정하게 유지하도록 설정합니다. 날카로운 형상의 인서트는 다른 어떤 요소보다 먼저 절삭력을 줄여줍니다. 긴 축이 정밀한 공차를 유지해야 할 때는 한 번의 강한 절삭보다 여러 번의 가벼운 절삭이 항상 더 효과적입니다.

3. 얇은 벽은 다르게 처리하십시오

얇은 슬리브는 공구가 누르면 휘어집니다. 절삭 깊이를 줄이고, 인서트를 날카롭게 하며, 스핀들 속도를 안정적으로 유지하면 절삭 시 슬리브 벽이 휘어지는 것을 방지할 수 있습니다. 이 과정은 속도가 느리지만, 이는 당연한 결과입니다. 그렇지 않으면 기계에서는 정확하게 측정되지만 작업대에서는 잘못된 부품이 생산될 수 있습니다.

4. 스레드에는 제대로 된 프로세스가 필요합니다.

나사 가공은 선삭 품질을 결정짓는 중요한 부분입니다. 나사 가공에는 재질에 맞는 적절한 인서트 형상이 필수적이며, 긴 나사는 선삭 가공(thread whirling)을 통해 더 빠르고 정확하게 가공할 수 있습니다. 깊은 구멍의 내부 나사 가공에서는 칩 제어가 매우 중요합니다. 가늘고 길게 늘어진 칩이 서로 뭉쳐 형상을 손상시키고 표면 마감을 망칩니다. 따라서 칩 파쇄 이송 속도와 절삭면에 효과적으로 도달하는 냉각수 공급은 단순한 세부 사항이 아닙니다.

5. 선삭 가공은 형상 간의 관계를 유지합니다.

밀링 가공된 평면, 가로 구멍 또는 키홈이 있는 축은 선삭-밀링 센터의 대표적인 적용 사례입니다. 선삭과 밀링 작업이 한 번의 클램핑으로 이루어지기 때문에 밀링 가공된 형상은 선삭된 직경에 대한 각도 위치와 동심도를 유지합니다. 기계 자체가 이러한 관계를 유지하며, 재고정 과정에서 관계가 손실됩니다.

KGL 머신즈는 어떻게 부품을 만들었을까요?

KGL은 산업 장비, 계측기 및 자동화에 사용되는 샤프트, 슬리브, 하우징 및 피팅을 생산하는 CNC 선반 및 밀링 센터(듀얼 스핀들 머신 포함)를 운영합니다. 주요 직경 및 치수 관계는 ±0.005~0.01mm의 정밀도로 유지됩니다.

가늘고 얇은 부품은 첫 번째 절삭 전에 필요한 지지대와 파라미터 전략을 적용받으며, 모든 주문은 초도품 검사, 공정 중 검사 및 최종 검사를 거치고, 복잡한 형상에 대한 CMM 검증도 포함됩니다.

결론

선삭 작업의 문제점은 대부분 공작물 지지 문제입니다. 부품을 잘 지지하고, 힘의 균형을 맞추고, 나사산을 제대로 가공하고, 선삭-밀링 작업을 통해 형상 간의 관계를 유지해야 합니다. 선반 작업 자체는 어려운 부분이 아니었습니다.

FAQ

Q: 축을 휘어짐 문제 없이 얼마나 오랫동안 회전시킬 수 있습니까?

A: 직경과 지지 방식에 따라 다릅니다. 스테디레스트로 센터 사이에 고정된 샤프트는 척에만 매달아 놓는 방식으로는 불가능한 길이 대 직경 비율로 정밀하게 가공할 수 있습니다. 실질적인 한계는 고정된 수치가 아니라 부품, 기계, 그리고 가공 전략에 따라 결정됩니다.

Q: 선삭-밀 가공이란 무엇입니까?

A: 선삭 및 밀링 센터는 하나의 기계에서 선삭과 밀링 작업을 결합한 장비입니다. 선삭 및 밀링 가공은 한 번의 클램핑으로 완료되므로, 두 가공물 사이의 동심도와 각도 위치는 재고정 장치 없이 기계 자체에서 유지됩니다.

Q: 나사산 부품이 나사산 측정기에서 제대로 측정되지 않는 이유는 무엇입니까?

A: 일반적으로 다음 세 가지 중 하나가 원인입니다. 인서트 형상이 재료와 맞지 않거나, 공구가 마모되어 프로파일이 변형되거나, 재료가 절삭 대신 찢어지는 것입니다. 각각의 문제에는 해결 방법이 있으며, 도면의 공차를 강화하는 것만으로는 해결되지 않습니다.