CNC 터닝 서비스: 기능, 재료, 공차 및 응용

빠른 답변

CNC 터닝 서비스는 컴퓨터로 제어되는 절삭 공구에 대해 공작물을 회전시켜 정밀 원통형 부품을 생산합니다. 이 공정은 샤프트, 부싱, 핀, 슬리브, 피팅, 커넥터, 밸브 부품 및 기타 회전 부품에 이상적입니다. 최신 CNC 터닝 센터는 터닝, 보링, 드릴링, 스레딩, 홈 가공 및 라이브 툴 밀링을 하나의 설정으로 결합할 수 있습니다. 엔지니어와 구매자의 경우 주요 소싱 요소는 재료 가공성, 공차, 표면 마감, 부품 형상, 생산량 및 프로세스 일관성을 유지하는 공급업체의 능력입니다.

의 경우 정밀 CNC 터닝 실제 문제는 단순히 기계가 엄격한 공차를 유지할 수 있는지 여부가 아닙니다. 이는 전체 제조 공정이 첫 번째 제품부터 생산에 이르기까지 임계 치수, 런아웃, 표면 품질 및 반복성을 유지할 수 있는지 여부입니다.

CNC 터닝 서비스란 무엇입니까?

CNC 터닝은 절단 도구가 프로그래밍된 축을 따라 재료를 제거하는 동안 바 스톡, 튜브 또는 준비된 블랭크가 회전하는 절삭 가공 프로세스입니다.

이는 중심축을 중심으로 제작된 구성요소의 선삭을 특히 효율적으로 만듭니다.

일반적인 CNC 터닝 서비스  작업에는 다음이 포함됩니다.

·  OD 및 ID 터닝

·  직면하고 지루함

·  드릴링

·  홈파기 및 파팅

·  내부 및 외부 스레딩

·  테이퍼 터닝

·  널링

·  라이브 툴 드릴링 및 밀링

일반적인 작업 흐름은 다음과 같습니다.

원재료 → 워크홀딩 → 황삭 선삭 → 반정삭 → 정삭 선삭 → 보조 기능 → 검사

동일한 데이텀 및 설정에서 여러 임계 직경을 가공할 수 있기 때문에 선삭은 동심 형상에 대한 강력한 제어를 제공하며 반복 생산에 매우 적합합니다.

CNC 선반과 CNC 터닝 센터

CNC 선반과 CNC 터닝 센터는 동일한 기본 절삭 원리를 공유하지만 기능은 다릅니다.

전통적인 CNC 선반 서비스는  주로 회전 부품에 효율적입니다. 터닝 센터는 원통형 형상과 교차 구멍, 플랫, 슬롯, 키홈 또는 축외 기능을 결합한 구성 요소에 더 적합합니다.

조달 팀의 경우 이러한 차이는 설치 횟수, 리드 타임, 치수 일관성 및 궁극적으로 부품 비용에 영향을 미칩니다.

CNC 터닝에 가장 적합한 부품은 무엇입니까?

CNC 터닝은 가장 중요한 기능이 회전축을 공유할 때 가장 잘 작동합니다.

더욱 까다로운 맞춤형 회전 부품에는  길고 가느다란 샤프트, 얇은 벽 슬리브, 깊은 보어, 회전 및 밀링 기능을 결합한 부품이 포함됩니다. 이를 위해서는 신중한 툴링, 워크홀딩 및 가공 전략이 필요합니다.

CNC 터닝 공차 및 정밀도

공차 능력은 재료, 형상, 기계 상태, 툴링, 워크홀딩, 열 안정성 및 검사 방법에 따라 달라집니다.

많은 회전 부품의 경우 ±0.05~±0.10mm 정도의 일반 공차가  실용적일 수 있습니다. 정도로 제어될 수 있습니다 . ±0.01~±0.025mm  적절한 가공 및 검사 조건 하에서 임계 직경은

이러한 값은 보편적인 보증이 아닌 엔지니어링 참조입니다. 실제 능력은 항상 특정 도면을 기준으로 평가되어야 합니다.

치수 공차가 충분하지 않습니다

회전 및 결합 구성요소의 경우 엔지니어는 다음을 제어해야 할 수도 있습니다.

·  진원도

·  원통형

·  원형 또는 전체 런아웃

·  직각도

·  실제 위치

·  동심 피처 관계

·  실 맞춤

예를 들어, 샤프트가 직경 공차를 충족했지만 과도한 런아웃으로 인해 베어링 어셈블리에서 여전히 실패할 수 있습니다.

이것이 바로 효과적인 정밀 CNC 터닝이  도면 전체에 불필요하게 제한적인 공차를 적용하는 대신 기능이 중요한 형상에 엄격한 공차를 집중시키는 이유입니다.

CNC 터닝의 표면 거칠기

표면 마감은 마찰, 밀봉, 마모, 피로 거동 및 베어링 성능에 직접적인 영향을 미칠 수 있습니다.

선삭 부품의 일반적인 기계 가공 마감은 Ra 1.6~3.2μm 정도인 반면, 마감 선삭 제어를 통해 약 Ra 0.8~1.6μm를 달성할 수 있는 경우가 많습니다 . 더 미세한 요구 사항에는 최적화된 마감 처리나 연삭 또는 연마와 같은 2차 공정이 필요할 수 있습니다.

표면 품질은 다음의 영향을 받습니다.

공구 형상 + 노즈 반경 + 이송 속도 + 절삭 속도 + 기계 강성 + 워크홀딩 + 재료 거동

사료를 줄이는 것만으로는 더 나은 마무리를 보장할 수 없습니다. 공구 마모, 구성인선, 떨림, 과도한 공구 오버행 및 불안정한 클램핑은 모두 표면 품질을 저하시킬 수 있습니다.

비용 효율적인 제조를 위해 기능적 요구 사항을 지원하는 경우에만 미세한 표면 거칠기를 지정하십시오.

절삭 공구 및 공정 매개변수

툴링 및 절삭 매개변수는 치수 안정성, 공구 수명, 표면 품질 및 사이클 시간에 직접적인 영향을 미칩니다.

초경 인서트는 일반적으로 생산 선삭에 사용되지만 인서트 형상, 코팅, 노즈 반경 및 칩 브레이커는 소재 및 작업에 따라 선택해야 합니다.

세 가지 매개변수가 특히 중요합니다.

절삭 속도는  생산성, 열, 공구 마모 간의 관계를 제어합니다.

이송 속도는  표면 조도, 칩 형성 및 사이클 시간에 영향을 미칩니다.

절삭 깊이는  절삭력과 재료 제거 효율에 영향을 미칩니다.

안정적인 공정에서는 일반적으로 황삭과 정삭이 분리됩니다. 황삭은 재료를 효율적으로 제거하는 반면, 제어된 정삭 공차를 통해 최종 패스에서 중요한 치수와 표면 품질을 설정할 수 있습니다.

생산의 경우 가장 높은 절삭 속도가 가장 경제적인 전략인 경우는 거의 없습니다. 예측 가능한 공구 수명과 치수 안정성이 더 중요한 경우가 많습니다.

CNC 터닝용 소재

유능한 터닝 제조업체는  모든 합금에 동일한 전략을 적용하기보다는 실제 재료를 중심으로 툴링 및 공정 매개변수를 선택해야 합니다.

재료 선택은 기계적 성능뿐만 아니라 기계 가공성, 원자재 가용성, 열처리, 열 안정성, 마감 요구 사항 및 생산량도 고려해야 합니다.

원자재 가격이 낮다고 해서 항상 완성품 가격이 낮아지는 것은 아닙니다.

복잡한 부품을 위한 턴밀 가공

많은 회전 부품에는 밀링된 형상도 필요합니다.

예를 들어 키홈이 있는 샤프트, 방사형 포트가 있는 유압 피팅, 평면 또는 교차 구멍이 있는 커넥터가 있습니다.

턴밀 센터는 터닝과 라이브 툴 밀링, 드릴링 및 태핑을 결합합니다.

터닝 → 드릴링 → 크로스 드릴링 → 밀링 → 태핑 → 절단

하나의 설정으로 이러한 기능을 생성하면 데이텀 전송, 처리, 고정 장치 및 누적된 위치 오류를 줄일 수 있습니다.

따라서 턴밀 가공은 회전 형상과 밀링 형상 사이에 긴밀한 위치 관계가 존재할 때 특히 유용합니다.

일반적인 CNC 터닝 과제 및 솔루션

길고 가는 부품

과제:  절삭력으로 인해 편향, 테이퍼, 떨림 및 표면 조도 불량이 발생할 수 있습니다.

해결책:  지지되지 않는 길이와 절삭력을 줄이고 이송과 절삭 깊이를 최적화하며 심압대, 고정 받침대 또는 적절한 지지 전략을 사용합니다.

얇은 벽 부품

과제:  척 압력과 절삭력으로 인해 가공물이 변형될 수 있습니다.

해결책:  제어된 클램핑 압력, 적합한 조, 날카로운 포지티브 형상 툴링, 가벼운 마무리 절단 및 최적화된 가공 순서를 사용하십시오.

스테인레스 스틸 및 티타늄

과제:  열, 가공 경화 및 공구 마모로 인해 치수 변동이 발생할 수 있습니다.

해결책:  적절한 인서트 재종과 코팅을 사용하고, 효과적인 칩 배출을 유지하고, 절삭 속도를 제어하고, 공구 마모를 모니터링하십시오.

엄격한 런아웃 및 동심도

과제:  재클램핑으로 인해 데이텀 및 정렬 오류가 발생할 수 있습니다.

해결책:  가능한 경우 동일한 설정으로 관련 중요 기능을 가공하고 정밀 워크홀딩, 서브 스핀들 또는 턴밀 공정을 사용하십시오.

깊은 구멍

과제:  공구 오버행이 길어 강성이 감소하고 칩 배출이 복잡해집니다.

해결책:  보링 바 오버행을 최소화하고 절삭유 및 칩 배출을 개선하며 황삭 및 정삭 보링 작업을 분리합니다.

자동화 및 생산 CNC 터닝

중간 및 대량 주문의 경우 자동화는 단위 비용과 일관성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다.

현대 터닝 셀에는 바 피더, 자동 공구 교환기, 서브 스핀들, 부품 회수 장치, 프로빙 및 자동 검사가 통합될 수 있습니다.

제작 작업흐름은 다음과 같습니다:

바 피딩 → 메인 스핀들 가공 → 서브 스핀들 이송 → 백 작업 → 파팅 → 회수 → 검사

구매자의 경우 중요한 질문에는 프로세스가 바피드되는지 여부, 필요한 설정 수, 도구 마모 관리 방법, 중요 치수 검사 방법, 동일한 프로세스가 검증에서 반복 생산까지 확장될 수 있는지 여부 등이 포함됩니다.

가장 낮은 프로토타입 견적이 반드시 가장 위험이 낮은 생산 솔루션은 아닙니다.

CNC 터닝 애플리케이션

자동차

CNC 터닝에서는 샤프트, 부싱, 센서 하우징, 피팅, 스페이서 및 변속기 부품이 생산됩니다. 자동차 프로그램은 일반적으로 주기 안정성, 반복성 및 생산 비용을 우선시합니다.

항공우주

일반적인 구성 요소에는 정밀 샤프트, 슬리브, 피팅, 패스너 구성 요소 및 액추에이터 부품이 포함됩니다. 항공우주 프로젝트에서는 보다 엄격한 기하학적 제어, 재료 추적성, 알루미늄, 스테인리스강, 티타늄 및 특수 합금 가공이 필요한 경우가 많습니다.

의료기기

의료 응용 분야에는 기기 구성 요소, 커넥터, 하우징 및 소형 정밀 부품이 포함됩니다. 버 제어, 표면 무결성, 재료 추적성 및 치수 검사가 특히 중요합니다.

로봇공학

로봇 시스템은 베어링 맞춤, 동심도 및 낮은 런아웃이 모션 정확도에 영향을 미치는 샤프트, 피벗, 커플링, 스페이서 및 액추에이터 구성 요소를 사용합니다.

유압 부품

유압 피팅, 피스톤, 밸브 구성 요소, 슬리브 및 커넥터에는 누출 및 조기 마모를 방지하기 위해 신뢰할 수 있는 나사산 형상, 보어 정확도, 밀봉 표면 및 표면 마감이 필요합니다.

CNC 터닝 제조업체를 선택하는 방법

달성 가능한 가장 엄격한 공차만을 요구하여 공급업체를 평가하지 마십시오.

대신 공급업체가 도면을 중심으로 반복 가능한 제조 프로세스를 만들 수 있는지 확인하세요. 주요 질문은 다음과 같습니다.

·  한 번의 설정으로 중요한 기능을 가공할 수 있습니까?

·  턴밀 가공이 가능한가요?

·  정밀한 직경과 GD&T는 어떻게 검사됩니까?

·  생산 중 공구 마모는 어떻게 보상됩니까?

·  프로세스를 필요한 양으로 확장할 수 있습니까?

·  필요할 때 재료 추적이 가능합니까?

·  공급업체가 가공 전에 DFM을 제공합니까?

신뢰할 수 있는 터닝 제조업체는  단순히 공차를 달성할 수 있다고 말하는 것이 아니라 중요한 공차를 제어하는 ​​방법을 설명해야 합니다.

CNC 터닝 서비스에 대한 FAQ

Q1:CNC 선삭에서는 어떤 공차를 달성할 수 있습니까?

많은 상용 회전 부품의 경우 ±0.05~±0.10mm이면 충분할 수 있지만 중요한 형상은 적절한 조건에서 약 ±0.01~±0.025mm에 도달할 수 있는 경우가 많습니다. 실제 능력은 재료, 형상, 워크홀딩, 툴링, 생산 수량 및 검사 요구 사항에 따라 달라집니다.

Q2:CNC 터닝과 CNC 밀링의 차이점은 무엇입니까?

CNC 터닝은 주로 절삭 공구에 대해 공작물을 회전시키며 원통형 부품에 이상적입니다. CNC 밀링은 주로 절삭 공구를 회전시키며 각기둥 모양, 포켓, 표면 및 복잡한 프로파일에 더 적합합니다. 턴밀 센터는 두 공정을 결합합니다.

Q3:CNC 터닝에는 어떤 재료를 사용할 수 있습니까?

일반적인 재료로는 알루미늄, 스테인리스강, 탄소강 및 합금강, 황동, 구리, 티타늄, 엔지니어링 플라스틱 등이 있습니다. 재료 선택은 절삭 매개변수, 공구 마모, 달성 가능한 마무리, 사이클 시간 및 최종 비용에 영향을 미칩니다.

Q4: CNC 터닝으로 어떤 표면 조도를 달성할 수 있습니까?

일반적인 선삭 표면은 약 Ra 1.6–3.2 μm인 반면, 최적화된 마무리 선삭은 종종 약 Ra 0.8–1.6 μm를 달성할 수 있습니다. 더 미세한 마감 처리에는 추가 마감 공정이 필요할 수 있습니다.

Q5: CNC 터닝은 대량 생산에 적합합니까?

예. CNC 선삭은 반복 생산에 매우 적합하며, 특히 바 피더, 서브 스핀들, 자동화된 공구 관리, 부품 처리 및 공정 중 검사와 결합될 때 더욱 그렇습니다.

Q6:턴밀 가공은 언제 사용해야 합니까?

턴밀 가공은 회전 부품에 플랫, 슬롯, 키홈, 교차 구멍, 방사형 포트 또는 기타 밀링 기능이 필요한 경우 유용합니다. 한 번의 설정으로 이러한 기능을 완료하면 처리 및 데이텀 전송 오류를 줄일 수 있습니다.

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