CNC 가공을 위한 설계: 기계 설계자를 위한 실용적인 DFM 체크리스트

모든 도면에는 비용에 대한 이야기가 담겨 있으며, 이는 보통 모서리 곡률 반경과 벽 두께에 고스란히 드러납니다. DFM(제조 용이성 설계)은 설계를 단순화하는 것이 아닙니다. 어떤 선택이 가공을 어렵게 만들고, 어떤 선택이 가공을 예측 가능하게 만드는지 아는 것입니다. 기계공은 당신이 만든 제품이 못생겼다고 말하지 않을 겁니다. 견적서가 그렇게 말할 겁니다.

가장 중요한 규칙들

도면상의 7가지 선택 사항이 가공 비용의 대부분을 결정합니다.

• 내부 모서리 반경. 표준 엔드밀은 원형이므로 내부 모서리의 반경은 공구 반경만큼만 좁을 수 있습니다. 날카로운 내부 모서리는 작은 공구, 느린 가공 속도 또는 방전가공(EDM)을 의미합니다. 0.5~1mm의 반경은 비용이 적게 들지만, 날카로운 모서리는 그렇지 않습니다.
• 벽 두께. 얇은 벽은 휘어지고 진동합니다. 실제 바닥은 재료와 구조물의 크기에 따라 다르지만, 종처럼 울리는 벽은 허용 오차를 견디지 ​​못합니다.
• 깊은 포켓. 깊이 대 너비 비율은 표준 공구가 바닥에 도달할지 여부를 결정합니다. 매우 깊은 포켓에는 진동하는 긴 공구나 특수 공정이 필요합니다.
• 천공 깊이. 일반 드릴은 도달 거리에 한계가 있습니다. 깊은 구멍을 뚫으려면 조금씩 뚫는 작업, 냉각수 사용, 그리고 인내심이 필요하며, 아주 깊은 구멍은 그 자체로 특별한 과정이 필요합니다.
• 나사산. 탭 드릴을 고려하여 막힌 구멍에 나사산 깊이를 지정하십시오. 구멍 바닥에 겨우 닿는 나사산은 탭이 부러질 위험이 있습니다.
• 공차. 엄격한 공차는 기능상 필요한 부분에만 적용하십시오. 중요하지 않은 외관상의 모서리에 ±0.01mm의 공차를 적용하는 것은 불필요한 검사 비용과 불량률 증가로 이어집니다.
• 기준점. 가공 및 측정에 적합한 기준점 체계를 부품에 적용하십시오. 기준점이 명확하지 않은 부품은 담당자마다 측정 방식이 달라집니다.

이러한 비용을 무시하는 것은 무엇을 의미할까요?

작은 공구는 절삭 속도가 느리고 자주 부러지기 때문에 가공 시간과 공구 비용이 증가합니다. 모든 곳에 엄격한 공차를 적용하면 검사 횟수가 늘어나고 불량품 발생률도 높아집니다. 벽 두께가 얇으면 변형이 발생하고 재작업이 늘어나며, 조립 과정에서 부품이 불량으로 이어질 수 있습니다. 이러한 문제들은 CAD 모델에서는 나타나지 않지만, 모두 가격에 반영됩니다.

훌륭한 그림이란 무엇인가

기계공의 관점에서 좋은 도면 소프트웨어 패키지란 다음과 같은 특징을 가지고 있습니다.

• 완전한 3D 모델과 공차를 포함한 2D 도면. 3D 모델은 형상을, 2D 도면은 의도를 나타냅니다.
• 재질 등급이 명시되어 있으며, "알루미늄"이라고만 하지 말고 6061-T6 또는 7075-T651이라고 명시해야 합니다.
• 마감 처리는 외관, 부식, 마모, 밀봉 등 중요한 부분에만 적용됩니다.
• 핵심적인 특징들을 식별하고, 서로 연관되어야 하는 특징들에 대해서는 기하공차(GD&T)를 적용했습니다.
• 개정 번호이므로 "새 버전"이라는 표현은 적절하지 않습니다.

KGL은 도면을 어떻게 검토하나요?

KGL 워크플로우의 두 번째 단계는 견적서 작성 전 도면 평가입니다. 엔지니어링 팀은 구조를 분석하고, 가공 가능성과 공차 일치 여부를 확인하며, 변형, 클램핑 문제, 공차 초과 치수와 같은 위험 요소를 파악합니다. 이러한 검토 결과를 바탕으로 DFM(설계 제조성 검토)이 진행되며, 변경 사항은 CAD 프로그램에서 무료로 반영됩니다.

결론

DFM은 대화이지 처벌이 아닙니다. 도면을 일찍 보내고 피드백을 받아 한 번만 반복하면 부품 가격이 저렴해지고 생산 속도가 빨라지며 신뢰성도 높아집니다. 가장 저렴한 변경 사항은 첫 번째 칩을 가공하기 전에 이루어지는 변경입니다.

FAQ

Q: CNC 가공에 필요한 최소 벽 두께는 얼마입니까?

A: 정해진 단일 수치는 없습니다. 재질, 벽 두께, 형상 크기에 따라 달라집니다. 알루미늄은 강철이나 티타늄보다 얇은 벽을 견딜 수 있지만, 재질에 관계없이 벽이 너무 얇으면 진동하고 변형될 수 있습니다. 경험 법칙에 의존하기보다는 가공 전문가와 직접 상담하는 것이 가장 좋습니다.

Q: 내부 모서리 반경을 얼마로 지정해야 할까요?

A: 사용할 공구에 맞춰 반경을 조정하십시오. 가공된 내부 모서리에는 일반적으로 0.5~1mm의 반경이 사용됩니다. 반경이 작으면 작은 공구를 사용해야 하고 가공 속도가 느려지지만, 반경이 크면 거의 아무런 제약 없이 가공이 가능합니다.

Q: 공급업체에 3D 모델을 보내야 할까요, 아니면 2D 도면을 보내야 할까요?

A: 둘 다 필요합니다. 3D 모델에는 형상 정보가, 2D 도면에는 공차, 마감 처리 및 참고 사항이 포함됩니다. 두 가지 모두 포함하고 개정 번호까지 있는 패키지를 사용해야 정확한 견적을 받을 수 있습니다.