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CNC-정확도와 효율성이 높은 가공은 항공 우주, 자동차 제조, 의료 기기 및 기타 분야의 핵심 기술이되었습니다. 금속 부품의 정밀 회전 형성 여부선반 가공또는 밀 가공 처리에서 복잡한 표면의 효율적인 형성, 재료 선택은 항상 제품의 품질 및 처리 비용을 결정하는 핵심 요소입니다. 알루미늄 합금에서 스테인레스 스틸, 탄소 섬유 복합재, 각 재료의 경도, 인성 및 열전도율은 도구의 서비스 수명에 직접적인 영향을 미치고 매개 변수를 절단하며 최종 표면 품질에 직접 영향을 미칩니다.
이 논문에서는 CNC 가공의 주류 재료의 특성 및 선택 논리를 체계적으로 분석하여 설계에서 구현에 이르기까지 실무자에게 포괄적 인 지침을 제공 할 것입니다.
CNC 가공이란 무엇입니까?
CNC 가공컴퓨터 수치 제어를 통한 고 정밀 자동 가공을 실현하는 기술입니다.그 핵심은 사전 프로그래밍 된 지침을 사용하여 공작 기계, 선반의 움직임을 제어하는 것입니다.가공, 밀가공, 그라인딩가공그리고 다른 가공 형태.밀링 할 때, 공구는 다축 축에 의해 복잡한 표면과 정밀 구조의 형성을 실현할 수있다.
그만큼가공알루미늄 합금 및 스테인레스 스틸과 같은 금속 물질뿐만 아니라 플라스틱 및 복합재와 같은 비금속 물질에도 적합합니다.CNC 가공은 대량 생산 또는 소규모 배치 커스터마이제이션에 관계없이 도구 경로를 최적화하고 매개 변수를 절단하고 효율성을 향상시키면서 부품의 표면 품질 및 치수 일관성을 보장 할 수 있습니다.
CNC 가공에서 가장 일반적으로 사용되는 금속 재료는 무엇입니까?
CNC 가공에서 금속 재료의 선택은 완제품의 가공 효율, 정밀 및 비용 제어를 직접 결정합니다.금속 물질의 가장 일반적으로 사용되는 분류 및 특성은 다음과 같습니다.
1.알루미늄 합금 (예 : 6061, 7075)
알루미늄 합금은 경량, 고전 전도도 및 우수한 절단 성능의 장점을 가지며 가공에 선호되는 재료가되었습니다.CNC.경도가 낮은 특성은 공구 마모를 줄여서 특히 적합합니다.항공 우주 구성 요소브래킷 및 하우징과 같은 바퀴 및 후드와 같은 가벼운 자동차 부품.가공 중에 표면 긁힘을 피하기 위해 산화물 층의 보호에주의를 기울여야합니다.
2.스테인레스 스틸 (예 : 304, 316L)
스테인레스 스틸은 일반적으로 CNC에서 사용됩니다가공의료 기기 (수술기구), 식품 가공 장비 등과 같은 높은 부식 저항의 경우.강인성이 높으면 작업을 강화하는 경향으로 이어질 수 있으며, 마찰 열을 줄이기 위해 고속 (1,000-2,000rpm)과 낮은 공급 속도 (0.05-0.2mm/r) 매개 변수와 냉각수를 조합해야합니다.
3. 몰드 스틸 (예 : S136, P20)
곰팡이 스틸은 널리 사용됩니다주입 성형내마모성이 높은 내마모성 및 크기 안정성으로 인해 CNC를 가공하는 데 죽는다.S136은 높은 미러 연마 요구 사항에 적합하며 P20은 복잡한 구조물의 거친 가공에 적합합니다.내부 스트레스를 줄이고 균열의 위험을 피하기 위해 가공 중에 예열하는 데주의를 기울여야합니다.
4. 티타늄 합금 (예 : TI6AL4V)
티타늄 합금은 높은 무게 비율과 고온 저항으로 인해 항공기 엔진 블레이드 및 정형 외과 임플란트의 핵심 재료가되었습니다.CNC-Machining에서는 PCD 또는 다이아몬드 코팅 밀링 커터와 같은 특수 도구가 필요하며 절단 매개 변수 (속도 <800rpm, 피드 속도 <0.1mm/r)는 도구 초크를 억제하도록 최적화됩니다.
5. 코퍼 합금 (예 : C18150)
구리 합금은 열전도율을 가지며 5G RF 성분에 이상적입니다.CNC 가공 중에, 재료의 산화를 피하기 위해 절단 속도 (200-400m/min)를 제어해야하며, 고압 냉각 기술은 표면 부드러움을 개선하기 위해 사용된다.
기술점 :CNC 가공에서 상이한 금속 재료의 적응성은 물리적 특성 및 기술 파라미터의 일치에 달려있다.예를 들어,알루미늄 합금티타늄 합금은 정확도와 공구 수명 사이의 균형이 필요하지만 효율적인 절단을 찾으십시오.AI 권장 모듈 개발 JS Company와 같은 재료 데이터베이스 및 지능형 선택 시스템을 사용하면 대부분의 최적의 처리 솔루션을 신속하게 일치시킬 수 있습니다.
비금속 재료의 일반적인 CNC 가공을위한 기본 분류는 무엇입니까?
CNC 가공에서, 비금속 물질의 분류는 주로 화학 조성 및 물리적 특성을 기반으로합니다.일반적인 비금속 물질의 기본 분류 및 특성은 다음과 같습니다.
1.엔지니어링 플라스틱
- ABS :우수성, 편리한 가공, 전자 쉘, 자동차 부품 등에 적합합니다.뒤틀림을 방지하기 위해 처리 중 냉각 속도를 제어해야합니다.
- PC (폴리 카보네이트) :고온으로 인한 스트레스 균열을 피하기 위해 투명한 방패 및 광학 렌즈에 사용되는 높은 투과율 (90%이상).
- 몰래 엿보다:고온 저항 (250 ° C 이상) 및좋은 생체 적합성의료 임플란트에 공통적이며, 가공 중 수분 흡수 변형을 제어해야 할 필요성.
2. 계산 재료
- 유리 섬유 강화 나일론 :절단기와 섬유 사이의 직접적인 접촉으로 인한 레이어링을 피하기 위해 드론 프레임 및 자동차 구조에 사용되는 단단하고 경량.
- 탄소 섬유 에폭시 :항공 우주 구성 요소에 적합한 탁월한 강도 대 중량비는 가공 중 마모를 줄이기 위해 다이아몬드 코팅 도구가 필요합니다.
3.세라믹 재료
- 알루미나 세라믹 :전자 기판 및 마취제 쿠션에 대한 좋은 단열 및 높은 경도. 다이아몬드 그라인딩 휠을 통해 분쇄하는 데 필요한 마이크로 미터 레벨 정밀도.
- 실리콘 질화물 세라믹 :가스 터빈 블레이드 고온 저항, 높은 열 충격 저항, 가공 필요, 초음파 보조 절단 기술을 채택해야합니다.
4.고무 및 엘라스토머
- 실리콘 :높은 탄력성, 노화 방지, 밀봉 및 의료 카테터에 사용됩니다.재료 분해를 방지하기 위해 가공 중에 저속 (<500rpm)이 필요합니다.
- PU (폴리 우레탄) :고온으로 인한 물질 변형을 피하기 위해 자동차 바닥 매트 및 산업용 쿠션 구성 요소에 사용되는 마모 및 눈물 저항성.
기술점 :비금속 재료의 처리는 재료 특성에 따라 프로세스 매개 변수를 조정해야합니다.예를 들어, 엔지니어링 플라스틱은 변형을 방지하기 위해 절단 열을 제어해야하지만 복합 재료는 층을 피하기 위해 공구 경로를 최적화해야합니다.JS를 사용하여자료 데이터베이스프로세스 시뮬레이션 도구, 최상의 처리 체계를 빠르게 일치시킬 수 있습니다.
재료 경도를 기반으로 CNC 절단 도구 및 가공 매개 변수를 선택하는 방법은 무엇입니까?
1.경도의 분류 및 재료의 처리 특성
재료 경도 (HRC Rockwell 경도)에 따르면 세 가지 종류의 처리 객체가 있습니다. 경도가 다른 도구 마모, 절단력 및 가공 정확도에 다른 영향을 미칩니다.
| 경도 범위 (HRC) | 전형적인 재료 | 처리 어려움 | JS 기술 대응 전략 |
| 낮은 경도 (HRC <30) | 알루미늄 합금, 구리 합금, 플라스틱. | 절단 열 및 표면 산화의 축적. | 냉각수+고속 절단 공정을 최적화하십시오. |
| 적당한 경도 (HRC 30-50) | 스테인레스 스틸, 담금질 및 강화 된 강철. | 커틀 라스 및 공작물 경화. | 코팅 도구 + 준비. |
| 높은 경도 (HRC> 50) | 강화 강철, 주철, 단단한 합금. | 도구는 빠르게 마모되고 절단력이 빠르게 증가합니다. | CBN 절단 도구+특수 비품 설계. |
2.도구 자료 및 처리 매개 변수 일치 테이블
JS Company 장기 연습의 요약을 기반으로 다음 솔루션은 가공 선반 시나리오와 함께 권장됩니다.
| 경도 등급 | 권장 도구 자료 | 절단 속도 (m/min) | 피드 속도 (mm/r) | 절단 깊이 (MM) | JS 기술 하이라이트 |
| 낮은 경도 | 코팅 된 하드 합금 (Tialn) | 200-400 | 0.2-0.5 | 1-3 | 표면 거칠기 ≤0.8μm의 다중 축 링키지 제어. |
| 중간 경도 | 미세 입자 하드 합금 (yg8) | 80-150 | 0.1-0.3 | 0.5-2 | 정확도 ± 0.01mm의 열 변형 보상 기술. |
| 높은 경도 | CBN 절단 도구 (입방체 질화 붕소) | 50-120 | 0.05-0.2 | 0.1-0.8 | 특수 비품은 진동을 줄이고 서비스 수명을 3 번 연장 할 수 있습니다. |
3.JS의 기술적 장점과 실질적인 검증
도구 사용자 정의 :
- 나노 코팅 된 절단 도구 (예 : Tialn, DLC)에 최대 50%가 넘는 내마모성을 제공하십시오.
- 고객이 특수 지오메트리를 사용자 정의하도록 지원합니다절단 도구(예 : 나선형 블레이드, 물결 모양의 블레이드 등).
프로세스 매개 변수의 지능형 최적화 :
- CAM 소프트웨어를 사용하여 절단 프로세스를 시뮬레이션하여 공구 간섭의 위험을 자동으로 피하십시오.
- 가공 선반 적응 공급 제어는 효율을 20%향상시키기 위해 채택됩니다.
자료 데이터베이스 지원 :
- 50 개 이상의 재료 처리 매개 변수 라이브러리 (금속, 플라스틱 및 복합재 포함)가 있습니다.
- PEKK 및 PEI와 같은 고성능 플라스틱과 같은 업계 최고의 자료에 대한 실시간 업데이트.
품질 보증 시스템 :
- CMM 크기 내성 ± 0.005mm의 전체 검사.
- 고객 시행 및 오류 비용을 줄이기 위해 절단 매개 변수 검증 보고서를 제공하십시오.
4.운영 팁과 경고
- 검증 절단 : 매개 변수가 일치하더라도 200mm x 200mm 컷 아웃은 여전히 테스트를 위해 처리해야합니다.표면 품질.
- 공구 수명 모니터링 : 도구 마모 알람에 대한 절단력 모니터링 시스템 (JS 시스템 알람 임계 값 조정 가능).
- 환경 제어 : 높은 경도 재료를 처리하는 과정에서 워크샵의 온도 (± 2 °)는 핫 팽창과 냉간 수축이 정확도에 영향을 미치지 않도록 안정적입니다.
CNC 가공에서 티타늄 합금 재료의 도구 마모 문제를 해결하는 방법은 무엇입니까?
1.티타늄 합금 도구의 마모의 주요 원인
- 경도 및 작업 경화 경향 : 티타늄 합금 (예 : TI-6AL-4V)은 절단 중에 강화하기 쉽기 때문에 빠른 마모 도구 가장자리를 초래합니다.
- 낮은 열 전도성 : 도구의 접촉 지점에 열이 집중되어 고온 연화 및 화학 마모를 악화시킵니다.
- 높은 화학적 활성 : 티타늄 합금은 공구 재료와의 화학 반응이 발생하기 쉽기 때문에 접착제 마모 (접착 현상)가 발생합니다.
2.대상 솔루션 및 구현 접근법
다양한 가공 단계의 기술적 지점 결합, JS 티타늄 합금의 최적화 전략가공 도구마모는 다음과 같습니다.
| 마모의 원인 | 해결책 | 구현 방법 | 효과 평가 |
| 일을 강화합니다 | Superhard Tool Materials를 사용하십시오. | 입방체 붕소 (CBN) 또는 경도 ≥ 40GPA를 가진 다이아몬드 코팅 절단 도구를 사용했습니다. | 나이프 수명은 2-3 배 더 길다. |
| 낮은 열전도율 |
냉각 과정의 최적화. |
고압 미세 윤활 + 내부 (MQL) + 냉각수 압력 ≥ 10mpa를 갖는 내부 냉각 절단 도구. | 절단 온도를 -50%줄입니다. |
| 화학적 결합 마모 | 코팅 기술. | 2-5 μm의 TIALN/TICN 복합 코팅 두께 및 마찰 계수 <0.3. | 표면 거칠기 ≤ 0.8μm는 나이프 점성 감소. |
| 불합리한 절단 매개 변수 | 최적화. | 스핀들 속도 (200-400rpm)를 줄이고 공급 속도 (0.05-0.15mm/r)를 줄이고 축 절단 깊이 (0.5-2mm)를 증가시킵니다. | 절단력 변동을 줄이고 처리 안정성을 향상시킵니다. |
| 도구는 기하학적 디자인이 충분하지 않습니다 | 개선 된 블레이드 모양 및 칩 제거 그루브. | 나선형 칩 그루브 각도 (30-45 °)는 큰 갈퀴 각도 (15-20 °)와 음의 블레이드 경사각 (-10-15 °)을 사용하여 최적화되었습니다. | 부드러운 칩 배출은 2 차 절단의 위험을 줄입니다. |
3.실제 신청 사례의 비교
JS는 도구 및 프로세스 매개 변수를 최적화하며 티타늄 합금의 전형적인 가공 효과는 다음과 같습니다.
| 지시자 | 최적화 전 | JS 최적화 | 개선 범위 |
| 도구 수명 (조각 수) | 50-80 조각 | 150-200 조각 | ↑ 180%-250% |
| 표면 거칠기 (RA) | 1.6-3.2μm | ≤ 0.8μm | ↓ 50%-75% |
| 처리 효율 (조각/시간) | 10-15 조각 | 25-30 조각 | ↑ 60%-100% |
| 절단력 (N) | 2,000-2,500 | 1,200-1,600 | ↓ 30%-40% |
4.예방 조치 및 유지 보수 제안
- 주기적으로 도구 마모를 검사하십시오 : 광학 프로파일 미터를 사용하여 임계 ≥ 50μm ≥ 50μm)를 모니터링 할 때 블레이드 블레이드 반경의 변화.
- 도구 파손의 위험을 피하십시오 : 처리시얇은 벽 부분공급 속도를 줄이기 위해 계층화 된 절단 전략.
- 환경 제어 : 워크숍 온도는 20 ± 2 ° C에서 안정적이어야하고 습도는 ≤ 50%이어야 재료의 수분 흡수 변형을 방지해야합니다.
CNC 가공에 대한 다양한 재료에 대한 저장 조건의 영향은 무엇입니까?
1. 습도 제어를 면제합니다
- 금속 (알루미늄 합금 및 마그네슘 합금 등) : 습도가 높기 쉽게 물질 표면의 산화 또는 부식으로 이어져 버를 유발하거나 증가 할 수 있습니다.표면 거칠기처리 중.예를 들어, 알루미늄 합금의 산화물 층이 습한 환경에서 두껍게되면 추가 절단 깊이 또는 공구 교체가 필요합니다.
- 엔지니어링 플라스틱 (예 : 나일론, PC) : 수분을 흡수 한 후 재료가 팽창하고 치수의 안정성이 감소하여 처리 된 부품의 변형 또는 크기 편차를 초래할 수 있습니다.
2. 온도 변동의 효과
- 민감한 물질 (예 : 티타늄 합금 및 침략 합금)의 열 팽창 및 수축 : 온도 변화는 재료 크기의 변화로 이어져 가공 정확도에 영향을 줄 수 있습니다.예를 들어, 티타늄 합금은 고온에서 확장되어 밀링 중에 공구 경로 편차가 발생하고 공작 기계 파라미터의 재 보정이 필요합니다.
- 플라스틱 (예 : ABS, Peek) : 고온에서 연질을 내고 변형시키고 저온에서 Brittences를 증가 시키며 가공 중에 균열 또는 레이어링이 발생하기 쉽습니다.
3. 포장 보호가 충분하지 않습니다
- 표면 긁힘 및 오염 : 금속 시트가 녹 내성 종이 또는 플라스틱 시트로 코팅되지 않은 경우 운송 또는 보관 중 긁힘은 표면의 부드러움을 줄이고 추가 연마 공정이 필요할 수 있습니다.
- 먼지 흡수 : 가공 중에 탄소 섬유 복합재는 먼지 환경에 노출됩니다. 불순물은 재료 내부에 내장되어 구조의 강도에 영향을 줄 수 있습니다.
4. 항 산화 조치의 엽
- 쉽게 산화 가능한 금속 (예 : 마그네슘 합금 및 구리 합금) : 녹유 또는 질소 보호로 코팅되지 않으면 가공 중에 산화가 강화되고 공구 마모가 30%-50%증가합니다.
- 솔루션 : 진공 포장 또는 건조제를 사용하여 환경에서 수분을 흡수하고 재료의 저장 수명을 연장하십시오.
5. 분류 및 저장
- 교차 오염 위험 : 단단한 재료 (예 : 텅스텐 카바이드)와 혼합부드러운 재료(예 : 폴리에틸렌)는 표면에 긁힘을 일으킬 수 있으며 다른 영역에서 별도의 보관이 필요합니다.
- 물리적 손상 : 과도한 파일 바 높이는 선반 가공 중에 중력 굽힘을 유발하고 클램핑 안정성에 영향을 줄 수 있습니다.
미래 CNC 가공 재료의 개발 추세
1.대중화 경량 재료를 가속화하십시오.
알루미늄 합금 및 마그네슘 합금 :
- 고강도 알루미늄 합금, 마그네슘 합금과 같은 성분을 최적화하여 자동차, 항공 우주 및 기타 필드의 전통적인 강철을 계속 교체하고 30% -50% 체중 감량을 달성하십시오.
- 고속 절단 및 미세 윤활과 같은 CNC 가공 공정의 개선은 가공 효율을 더욱 향상시켰다.
탄소 섬유 강화 중합체 (CFRP) :
- 그것은 금속 매트릭스와 결합하여 강도와 무게의 균형을 맞추고 드론 및 레이싱 카와 같은 영역에서 널리 사용되는 샌드위치 구조 (예 : 탄소 섬유+알루미늄 합금)를 형성합니다.
- CNC 가공은 Decolletage 및 Burr의 문제를 해결하고 개발을 촉진해야합니다.다축 커플 링특수 절단 도구.
2.고성능 엔지니어링 자료에 대한 수요가 급증합니다
- 티타늄 합금 및 슈퍼 합금 : 항공 엔진 및 가스 터빈과 같은 극한 작업 조건에서 사용되는 핵심 재료.CNC 가공은 높은 경도 및 낮은 열전도율의 병목 현상을 뚫고 CBN 도구 및 냉각 기술의 업그레이드를 촉진해야합니다.
- 세라믹 기반 복합 재료 : 반도체 장비 및 원자력 부품의 경우, 전문 분쇄 공정 및 슈퍼 하드 절단 도구 (예 : 다이아몬드 코팅)를 개발해야합니다.
3.지속 가능하고 환경 친화적 인 재료의 상승
- 재활용 금속 재료 : 알루미늄, 구리 및 기타 금속 부스러기의 비율을 재활용하고 재사용 할 수있는 비율을 개선하고 CNC 그물을 통해 원료 폐기물을 줄입니다.
- 생분해 성 재료 : 소비자 포장의 PLA 및 PHA가 확장되고 있습니다. CNC 가공은 낮은 융점과 우수한 수분 흡수 특성에 적응해야합니다.
요약
CNC 가공 분야에서 재료 선택 및 응용 프로그램은 항상 제품 성능 및 가공 효율을 결정하는 주요 요인이었습니다. 전통적인 알루미늄 합금 및 티타늄 합금에서 신흥 탄소 섬유 복합재에 이르기까지 CNC 가공은 물리적 특성에 적응하여 정밀 부품의 제조를 다각화했습니다.다른 재료. 금속 재료는 높은 강도와 열전도율로 인해 산업 응용 분야를 지배하는 반면, 비금속 물질은 가볍고 극심한 환경 시나리오에 나타납니다.
향후, 경량, 지속 가능하며 지능형 CNC 가공에 대한 수요가 증가함에 따라 AI 중심 재료 데이터베이스, 다축 커플 링 프로세스 및녹색 제조가공 선반 및 가공의 나노-차량 및 교차 재료 통합에서 획기적인 기술을 주도하는 기술 밀, 미래에 제조의 경계를 재구성합니다.
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FAQ
1. 플라스틱 부품을 처리 할 때주의를 기울여야합니까?
플라스틱 부품을 처리 할 때 과열 및 변형을 피하기 위해 속도 및 공급력 절단을 줄여야합니다.액체 잔류 물로 인한 균열 또는 변색을 피하기 위해 냉각에 압축 공기가 권장됩니다.
2. CNC 도구를 대체 할시기를 결정하는 방법은 무엇입니까?
마무리가 거칠다면 칩의 색상이 어두워 지는지 확인하십시오.도구가 잘못 마모 된 경우 치프를 피하거나 정확도를 줄이려면 교체해야합니다.
3. CNC 가공 전에 재료 표면을 청소 해야하는 이유는 무엇입니까?
재료 표면에서 오일 얼룩 또는 불순물을 제거하여 처리 중에 공구의 정확성 또는 손상에 영향을 미치지 않고 부드러운 마감 및 정확한 치수를 보장합니다.
4. CNC 가공 알루미늄 부품이 칼을 쉽게 고수하기 쉬운 경우 어떻게해야합니까?
코팅 된 절단 도구 (예 : TIN)를 사용하여 급식 속도를 높이고 윤활 냉각수를 사용하여 마찰과 열 축적을 줄입니다.
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