Jusheng

제조 산업에서CNC 밀링기술은 높은 정밀도와 고효율로 인해 다양한 복잡한 부품을 처리하는 데 널리 사용됩니다. 항공 우주 정밀 부품 또는 자동차 제조 중요 부품에 관계없이 CNC 밀링을 대체 할 수 없습니다.

그러나 고품질 CNC 밀링을 달성하려면 몇 가지 중요한 설계 및 엔지니어링 측면을 고려해야합니다. 이 논문에서 다음과 같은 요인은 독자가 CNC 밀링 기술을 더 잘 이해하고 품질과 효율성을 향상시킬 수 있도록 깊이 설명 할 것입니다.

CNC 밀링이란 무엇입니까?

CNC 밀링 (컴퓨터 수치 제어 밀링)은 컴퓨터 제어를 나타냅니다정밀 가공 기술. 회전 도구를 사용하여 공작물을 제거하고 원료 (예 : 금속, 플라스틱 또는 복합 재료)가 복잡한 기하학적 형태의 부품에 가공됩니다.

전통적인 수동 밀링 머신과 달리 CNC 밀링은 컴퓨터 지침 (G 코드)에 의해 독점적으로 제어되며, 미묘한 정확도 (보통 ± 0.005mm)와 높은 반복성을 가지며 산업 시대 4.0 시대에 제조업의 피벗입니다.

CNC 밀링에서 가장 중요한 설계 및 엔지니어링 측면은 무엇입니까?

CNC 밀링에서 가장 중요한 설계 및 엔지니어링 측면에는 몇 가지 주요 링크가 포함되며 효율적이고 정확한 처리를 달성하려면 포괄적 인 최적화가 필요합니다. 다음은 가장 중요한 측면에 대한 목록과 설명입니다.

1. 도구 설계 및 선택

도구 유형 일치

가공 요구에 따라 볼 엔드 커터 (복잡한 곡선 표면), 엔드 밀 (평면/그루브 가공) 또는 원형 블레이드 (머신 재료)를 선택하십시오.

• 예:항공기 엔진 블레이드 곡선 표면을 가공하려면 고정밀 볼 엔드 커터가 필요하며 티타늄 합금 가공 고온 저항이 필요합니다.카바이드 도구.

기하학적 매개 변수 최적화

• 메인 레이크 각도 :절단력 분포에 영향을 미칩니다 (예 : 45 ° 메인 레이크 각도 방사형 및 축 방향 력 균형, 높은 공급 속도로 가공을위한 10 ° 주 갈퀴 각도).
• 나선 각도 :큰 나선 각도 (예 : 45 °)는 절단 진동을 줄일 수 있지만 공작 기계 강성으로 조정해야합니다.
• 갈퀴 각도 및 백 각도 :갈퀴 각도를 높이면 절단력이 줄어들지 만 칼날의 강도가 줄어 듭니다. 역 각도는 재료 경도에 따라 조정해야합니다 (하드 재료는 더 나은지지를 위해 백 각도를 줄입니다).

코팅 및 재료
도구의 내마모성은 코팅 기술 (예 : Tialn, TICN)에 의해 향상 될 수 있습니다. 세라믹 또는 CBN 도구는 고 심전도 재료의 고속 절단에 적용될 수 있습니다.

2. 절단 매개 변수 최적화

세 가지 요인의 균형

• 절단 속도 :재료 특성에 따라 조정해야합니다 (알루미늄 합금은 1000m/min만큼 높을 수 있으며 티타늄 합금은 60m/분 미만으로 제한되어야합니다).
• 피드 속도 :칩 두께와 관련하여 얇은 칩 (예 : 0.1mm)은 공급 속도를 향상시킬 수 있지만 공구 강도를 보장해야합니다.
• 절단 깊이 :계층화 된 가공은 진동을 제거 할 수 있습니다. 예를 들어 거칠기의 단일 절단 깊이는 공구 직경의 50%를 초과 할 수 없습니다.

경로 계획

스트레스 농도를 줄이기 위해 아크 절단을 사용하십시오. 도구 파손을 피하기 위해 모서리에서 속도를 늦추십시오.

• 예:~ 안에곰팡이 가공, 수직 절단 대신 나선 절단을 사용하여 충격을 줄입니다.

3. 고정물 설계 및 공작물 클램핑

안정성과 강성

과도한 도구 오버행을 피하고 (권장 오버 경/직경 비율 ≤3 : 1), 필요에 따라 진동 감독 도구 보유자를 사용하십시오.
예:길고 얇은 샤프트를 가공 할 때는 추종자 휴식 또는 중앙 휴식을 지원합니다.

위치 정확도

특수 비품은 클램핑 시간 (예 : 5 축 가공 제로 포지셔닝 시스템)을 줄이고 포지셔닝 반복성을 ± 0.005mm로 향상시킬 수 있습니다.

열 변형 제어

대규모 워크 피스 가공시 열 팽창 허용량을 예약하거나 저온 가공 기술을 적용해야합니다.

4. 진동 및 열 관리

진동 억제

절단 매개 변수의 최적화 (예 : 방사형 절단 깊이의 최소화), 불평등 한 피치 밀링 커터 사용 또는 활성 진동 감소 시스템.

• 예:얇은 벽 부품을 가공 할 때는 공작물 내부를 진동 흡수 재료로 채 웁니다.

열 오류 보상

온도 센서를 통해 공작 기계의 열 변형을 모니터링하고 오류를 보상합니다.캠 소프트웨어.

5. 표면 품질과 정밀도

표면 거칠기 제어

공구 선명도 (예 : 절단 가장자리 반경 ≤ 10μm), 절단 속도 (고속 가공은 내장 에지를 줄일 수 있음) 및 냉각 전략 (예 : 마이크로 윤활 MQL)이 모두 표면 품질에 영향을 미칩니다.

다축 연계 정밀도

~ 안에5 축제 가공, 시뮬레이션은 공작물과의 공구 충돌을 피하기 위해 사용해야하며 RTCP (회전 공구 중심 지점) 기능은 더 높은 정밀도를 달성하는 데 사용됩니다.

6. 효율성과 비용 사이의 절충

금속 제거 속도 최적화

대규모 절단 깊이와 작은 피드의 "HSM (고속 밀링)"전략에 의해 효율이 향상 될 수 있지만 기계 전력은 조정되어야합니다.

도구 수명 관리

도구 마모 모니터링 시스템은 CAM 소프트웨어 도구 경로 최적화와 결합하여 도구 수명을 30%이상 연장합니다.

7. 물질 적응성

절단하기 어려운 재료의 가공

• 티타늄 합금 :저속 및 고압 냉각 절단이 필요합니다.
• 복합 재료 :PCD (Polyrystalline Diamond) 도구는 박리를 피하기 위해 사용됩니다.

CNC 밀링의 주요 설계는 공구 프로세스 워크 피스의 전반적인 최적화를 고려해야합니다.공작 기계조정. 과학적으로 도구의 과학적 선택, 절단 매개 변수의 정확한 일치, 진동 및 열 제어 강화, 시뮬레이션 기술을 통해 미리 위험 예방을 통해 처리 효율성과 품질을 크게 향상시킬 수 있습니다. 실제로 사용하면 특정 재료, 정밀 요구 사항 및 비용 목표에 따라 대상 프로세스 계획을 개발해야합니다.

밀링 커터의 적절한 주요 각도를 선택하는 방법은 무엇입니까?

밀링 커터의 주요 처짐 각도를 선택하면 절단력 분포, 도구 수명, 효율성 및표면 품질CNC 밀링의 처리. 다음은 재료 특성, 처리 요구 사항, 공구 유형 및 프로세스 조건에서 주요 편향 각도를 선택하는 전략에 대한 단계별 분석입니다.

처리 된 재료의 특성에 따라 선택하십시오.

1. 더 부드러운 재료 (예 : 알루미늄 합금 및 구리) :절단력과 효율의 균형을 유지하기 위해 45 ° ~ 60 °의 1 차 각도를 선택하십시오.
2. 딱딱한 재료 (예 : 담금질 된 강철 및 티타늄 합금) :절단력을 분배하고 공구 마모를 줄이려면 10 ° ~ 25 °의 1 차 각도를 선택하십시오.
3. 취성 재료 (주철 및 세라믹) :크래킹을 피하기 위해 75 ° ~ 90 °의 주요 각도를 선택하십시오.

처리 요구 사항에 따라 선택하십시오.

• 대략적인 가공 (최대 재료 제거) :절단 두께가 최대화되도록 30 ° ~ 45 °의 주요 각도를 선택하십시오.
• 정밀 가공 (높은 표면 마감) :진동이 최소화되고 부드러움이 향상되도록 60 ° ~ 90 °의 주요 각도를 선택하십시오.
• 얇은 벽화 조각/슬림 샤프트 가공 :변형 가능성을 최소화하기 위해 75 ° ~ 90 °의 1 차 편차 각도를 사용하십시오.

절단 도구 유형에 따라 선택 :

• 페이스 밀링 커터 :거친 경우 45 ° ~ 60 °, 정확한 가공의 경우 90 °.
• 엔드 밀 :거칠기의 경우 10 ° ~ 30 °, 일반 목적 가공의 경우 45 °.
• 볼 헤드 나이프 :메인 출발 각도는 곡선 표면의 접촉점에 따라 적극적으로 다르므로 CAM 경로 최적화가 필요합니다.

프로세스 조건에 따라 선택하십시오.

• 고속 가공 (HSM) :고속과 얕은 깊이로 10 °와 30 °의 주요 각도를 선택하십시오.
• 간헐적 절단 (예 : 키웨어) :최대 충격 강인성을 위해 45 °와 60 ° 사이의 주요 각도를 선택하십시오.
• 핵심 원칙 :작은 주요 편차 각도 (10 ° ~ 30 °)는 높은 경도 재료 또는 효율적인 처리에 적합합니다. 큰 주요 편차 각도 (75 ° ~ 90 °)는취성 재료또는 얇은 벽 부분; 중간 정도의 주요 편차 각도 (45 ° ~ 60 °)로 보편성과 효율성을 균형을 유지합니다.

공작물의 과잉을 피하는 방법은 무엇입니까?

초과 절단은 CNC 밀링의 일반적인 품질 문제로, 워크 피스, 비용 증가 및 장비 손상으로 이어질 수 있습니다. 다음은 설계, 프로그래밍, 가공 및 테스트의 전체 프로세스를 다루는 체계적인 솔루션입니다.

1. 프로그램 단계

경로 최적화

CAM 소프트웨어 (예 : Vericut) 사용을 시뮬레이션하여 직선 세그먼트의 갑작스러운 변화와 원형 아크의 급격한 전환을 피하십시오.
도구의 우발적 인 절단을 방지하기 위해 "안전 비행기"및 "도구 반환 경로"를 설정하십시오.

도구 보상

G41/G42 보상을 올바르게 사용하고 마모 값을 동적으로 조정하며 보상 오류를 피하십시오.

잉여 및 계층화

거친 가공을 위해 0.1-0.3mm의 여백을 남겨두고 층 절단의 단일 절단 깊이를 줄입니다 (예 :윤곽 밀링).

2. 툴 및 비품

도구 선택

직경이 가공 특성에 적합한 단축 도구 우선 순위를 정합니다 (지름/직경 ≤ 3 : 1).

반 간섭 설계

5 축 가공 중에 고정물과 도구 사이의 공간 위치를 시뮬레이션하고 고정구의 회피 그루브를 설계하십시오.

3. 메신저 도구 및 작동

정확도 교정

공작 기계의 기하학적 오류를 정기적으로 확인하고 역 클리어런스를 보상하십시오.

최적화

충격을 최소화하기 위해 절단/아웃 할 때 속도를 50% 줄입니다. 빈 도구로 자르는 것을 피하십시오.

실시간 모니터링

절단력 (전원/진동 센서)을 모니터링하고 이상이 발생하면 종료됩니다.

4. 검토 및 후 처리

첫 번째 기사 확인

CMM 전체 크기 검사+기계 프로브에 대한 빠른 교정 벤치 마크.

표면 검사

절단 마크 없음의 시각적/미세한 확인, CT 스캔 (고정식 공작물).

5. 완전 시나리오 및 응답

대본	과도한 원인	해결책
얇은 벽 부품 처리	공구 진동은 경로 편차를 유발합니다	짧은 도구 + 진동 감미소 도구 홀더, 층 절단, 단일 절단 깊이 ≤ 0.5mm 사용
5 축 연결 처리	고정 및 도구 공간 간섭	CAM 소프트웨어를 사용하여 모션 궤적을 시뮬레이션하고 고정 구조 또는 도구 경로를 조정하십시오.
깊은 공동 가공	도구 돌출부가 너무 길어 굽힘을 유발합니다	수직 절단 대신 "나선 절단"을 사용하거나 확장자로드 + 가이드 슬리브를 사용하십시오.
곡선 표면 처리	공구 반경 보상 값이 잘못되었습니다	처리 전에 시험 절단을 통해 보상 값을 확인하고 도구 마모 보상 데이터베이스 설정

워크 피스의 과잉을 피하기 위해서는 프로그래밍 경로 설계, 공구 고정 장치 최적화, 공작 기계 정확도 보증, 실시간 모니터링 및 탐지 피드백의 5 가지 차원에서 시스템 제어가 필요합니다. 핵심 원칙에는 다음이 포함됩니다.

• 먼저 예방 :시뮬레이션 및 시험 절단을 통해 미리 위험을 발견하십시오.
• 동적 조정 :도구 마모 및 공작물 재료에 따라 매개 변수를 실시간으로 최적화합니다.
• 폐 루프 검증 :탐지 데이터에 따라 프로세스를 지속적으로 개선합니다.

상기 측정을 통해 과과의 위험은 0.1%미만으로 감소하여 처리 수율 속도를 크게 향상시킬 수 있습니다.

CNC 밀링 설계의 기본 규칙은 무엇입니까?

CNC 밀링 설계의 기본 규칙에는 주로 다음 측면이 포함됩니다.

도구 접근성

절단 도구는 원통형이며, 내부 모서리는 직각을 피하기 위해 둥근 모서리 (도구 반경의 ≥ 130%)로 설계해야합니다.
깊은공동 가공공구 직경 대 깊이 비율은 1 : 6 이상인 종횡비를 제어해야합니다 (특수 공구는 30 : 1에 도달 할 수 있습니다).

벽 두께 설계

금속 부품의 최소 벽 두께는 0.8mm 이상이며 플라스틱 부품의 경우 ≥ 1.5mm입니다. 얇은 부분은 진동 변형이 발생하기 쉽습니다.

구멍과 스레드 디자인

구멍 직경 ≥ 2.5mm, 권장 깊이 대 직경 비율 ≤ 4 배 (일반적인 10 회, 40 회 제한).
스레드 길이는 조리개의 3 배 ≤ 3 배, 블라인드 홀 스레드의 바닥에 나사산 섹션이 없습니다.

작은 특징과 공차

미세 가축을 위해서는 특수 도구가 필요합니다 (조리개 <2.5mm).
공차 등급 : 표준 ± 0.125mm, 일반 ± 0.025mm, 제한 ± 0.0125mm.

처리 전략

절단 경로 : 아크 절단은 직선 절단을 대체하며, 전방 밀링에 우선 순위가 부여됩니다 (절단력과 열 감소).
전략 선택 : 고속 가공은 소프트 재료에 사용되며 강한 절단은 단단한 재료에 사용됩니다.

일치하는 재료 및 절단 도구

공구 재료는 워크 피스 (예 : 알루미늄 합금 용 PCD 및 켄칭 강철의 경우 CBN)에 적합합니다.
절단 매개 변수 (속도, 피드, 깊이)는 공구 및 재료와 일치해야합니다.

클램핑 및 공구 최적화

클램핑 시간 수를 줄이고 단일 클램핑에서 타이트 오염 기능을 완료하십시오.
도구 교체 비용을 줄이기 위해 절단 도구 수 (예 : 균일 조리개 크기)를 제한하십시오.

핵심 원칙 :

• 가공성 먼저 : 설계는 도구의 물리적 한계를 충족해야합니다.
• 균형 정밀 및 비용 : 공차 등급 및 전략 선택을 통해 효율성을 최적화합니다.
• 도구 변경 및 클램핑을 줄이기 : 보조 시간을 줄이고 처리 일관성을 향상시킵니다.

CNC 밀링 설계에서 공구 지오메트리의 효과는 무엇입니까?

도구 형상의 주요 효과CNC 밀링 설계이다:

리드 각도

각도 범위 : 45 ° (거친 가공) ~ 90 ° (정밀 가공).

효과 : 작은 각도 (45 °)는 축력을 증가시키고, 강성 공작 기계에 적합합니다. 큰 각도 (90 °)는 방사형 힘을 줄이고 진동을 줄이며 표면 품질을 향상시킵니다 (RA는 0.4 μm).

전방 각도

양의 레이크 각도 (+10 ° ~+15 °) : 가볍고 쉬운 절단, 쉬운 칩 배출, 알루미늄 및 구리와 같은 부드러운 재료 (절단 속도가 20% 증가)에 적합합니다.

음의 레이크 각도 (-5 ° ~ 0 °) : 블레이드 강도를 향상시키고, 켄칭 강철 및 티타늄 합금과 같은 단단한 재료에 적합한 블레이드 강도를 향상시키고, 공구 수명을 30%연장합니다.

구호 각도

정상 값 : 6 ° ~ 12 °.

영향 : 백 각도가 너무 작 으면 (<6 °) 마찰이 발생하여 과열이 발생합니다. 허리 각도 (> 15 °)는 절단 가장자리의 강도를 줄이고 치핑에 취약하게 만듭니다 (하드 합금 절단 도구의 등 각도는 8 °에서 권장됩니다).

블레이드 수와 나선 각도

블레이드 수 : 2 블레이드 (딥 그루브 가공에 적합한 좋은 칩 대피); 4 블레이드 (높은 안정성, 표면 품질 RA ≤ 0.8 μm).

나선형 각도 : 30 ° ~ 45 ° (정상), 높은 나선형 각도 (예 : 45 °)는 칩 제거 속도를 향상시키고 절단 온도를 20%감소시킵니다.

코 반경

거친 가공: 큰 반경 (R0.8 ~ 1.2mm), 좋은 충격 저항 및 사료 율을 15%증가시킵니다.

정밀 가공 : 작은 반경 (R0.2 ~ 0.4mm)은 절단 잔류 물을 줄이고 ± 0.01mm의 윤곽 정확도를 달성합니다.

블레이드 경사각

양의 블레이드 각도 (+5 °) : 스크래치를 피하기 위해 (일반적으로 스테인리스 스틸 가공에 사용)를 피하기 위해 가공 표면에서 칩을 안내합니다.

음의 블레이드 각도 (-5 °) : 간헐적 절단 (예 : 주철)에서 사용 가능한 블레이드 강도를 향상시킵니다.

절단 공구의 기하학적 형태는 절단력 분할 (방사형/축력 비율), 표면 마감 (RA 값), 공구 내구성 (마모 속도), 가공 공정의 효율 (재료 제거 속도) 및 진동 관리를 제어합니다. 매개 변수의 조합은 재료 경도에 따라 동적으로 최적화되어야합니다 (예 :알루미늄/티타늄), 가공 단계 (거친/미세) 및 공작 기계 강성.

CNC 밀링은 CNC 회전과 어떤면에서는 어떤 방식으로?

다음 표는CNC 회전및 CNC 밀링 :