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CNC 터닝은 절삭 공구가 재료를 제거하여 원통형, 원추형, 나사형 또는 기타 회전 대칭 기능을 만드는 동안 컴퓨터 제어 기계가 공작물을 회전시키는 절삭 제조 공정입니다.
CNC 선삭 공정은 샤프트, 핀, 부싱, 슬리브, 피팅 및 정밀 부품에 널리 사용됩니다. 프로토타입, 소규모 배치 및 대량 제조를 위한 일관된 치수, 반복 가능한 생산 및 효율적인 가공을 제공합니다.
터닝 가공은 회전하는 공작물에서 재료를 제거하는 제조 공정입니다. 절삭 공구는 공작물을 따라 이동하여 직경을 줄이고, 단차를 만들고, 홈을 절단하거나 기타 필요한 형상을 생성합니다.
기존 선삭에서는 작업자가 많은 기계 이동을 수동으로 제어합니다. CNC 터닝에서 기계는 CAD/CAM 소프트웨어에서 생성된 프로그래밍된 지침을 따릅니다. 이를 통해 동일한 부품 형상을 높은 일관성으로 재현할 수 있습니다.
기본 원칙은 간단합니다.
· 공작물은 척이나 기타 공작물 고정 장치에 고정됩니다.
· 스핀들은 제어된 속도로 재료를 회전시킵니다.
· 절삭 공구는 X축과 Z축을 따라 이동합니다.
· 프로그래밍된 치수에 도달할 때까지 재료가 제거됩니다.
· 완성된 부품을 엔지니어링 도면과 비교하여 검사합니다.
일반적으로 절삭 공구가 회전하는 CNC 밀링과 달리 CNC 터닝에서는 절삭 공구가 고정된 공구 터렛이나 공구 포스트에 장착된 상태로 유지되는 동안 일반적으로 가공물이 회전합니다.
일반적인 CNC 선삭 공정에는 다음 단계가 포함됩니다.
프로세스는 3D CAD 모델 또는 2D 엔지니어링 도면으로 시작됩니다. 제조업체는 부품 형상, 재료, 공차, 표면 마감 및 생산량을 검토합니다.
그런 다음 설계의 제조 가능성을 평가합니다. 깊은 내부 구멍, 좁은 홈, 얇은 벽 및 날카로운 내부 모서리와 같은 기능에는 특수 공구 또는 추가 작업이 필요할 수 있습니다.
CAM 소프트웨어는 설계를 도구 경로로 변환합니다. 프로그래머는 절삭 공구, 스핀들 속도, 이송 속도, 절삭 깊이 및 가공 순서를 선택합니다.
최종 프로그램은 기계가 읽을 수 있는 G 코드로 변환됩니다. 생산 전에 프로그램을 시뮬레이션하여 도구 충돌, 과도한 재료 제거 또는 잘못된 움직임을 식별할 수 있습니다.
작업자는 원자재를 로드하고 이를 척, 콜릿 또는 맞춤형 고정 장치에 고정합니다. 절삭 공구가 터릿에 설치되고 공구 오프셋이 측정됩니다.
잘못된 위치 지정으로 인해 치수 오류, 과도한 런아웃 또는 불량한 표면 조도가 발생할 수 있으므로 공작물 정렬이 중요합니다.
기계는 먼저 황삭 작업을 수행하여 벌크 재료를 제거합니다. 그런 다음 마무리 단계를 거쳐 최종 치수와 표면 품질을 생성합니다.
설계에 따라 기계는 드릴링, 보링, 나사 가공, 홈 가공, 절단 및 모따기 작업도 수행할 수 있습니다.
완성된 부품은 캘리퍼스, 마이크로미터, 높이 게이지, 보어 게이지 또는 좌표 측정기와 같은 도구를 사용하여 검사됩니다.
추가 공정에는 디버링, 연마, 양극 산화 처리, 패시베이션, 열처리 또는 코팅이 포함될 수 있습니다.
CNC 선반과 CNC 터닝 센터라는 용어는 서로 관련되어 있지만 항상 동일한 기계 기능을 설명하는 것은 아닙니다.
특징 |
CNC 선반 |
CNC 터닝센터 |
주요 기능 |
기본 터닝 작업 |
터닝 플러스 고급 가공 |
압형 |
표준 공구 포스트 또는 터릿 |
자동화된 터렛 및 라이브 툴링 |
일반적인 작업 |
페이싱, 터닝, 스레딩, 홈 가공 |
터닝, 드릴링, 밀링, 태핑, 보링 |
부품 복잡성 |
단순 회전 부품 |
여러 기능을 갖춘 복잡한 부품 |
오토메이션 |
기초부터 고급까지 |
일반적으로 더 높은 자동화 능력 |
생산용 |
일반 가공 및 수리 |
정밀생산 및 다중작업 부품 |
기본 CNC 선반은 주로 선삭이 필요한 부품에 적합합니다. 터닝 센터에는 라이브 공구, C축, Y축, 서브 스핀들 또는 바 피더가 포함될 수 있습니다. 이러한 기능을 통해 기계는 한 번의 설정으로 더 많은 작업을 완료할 수 있습니다.
설정 수를 줄이면 동심도가 향상되고 리드 타임이 단축되며 처리 오류가 줄어들 수 있습니다.
부품의 형상에 따라 다양한 선삭 작업이 선택됩니다.
· 페이싱(Facing) : 가공물의 끝부분에 평평한 표면을 생성합니다.
· 외경 선삭: 외경을 줄입니다.
· 내부 선삭: 내부 보어를 확대하거나 마무리합니다.
· 테이퍼 선삭: 직경의 점진적인 변화를 생성합니다.
· 홈 가공: 좁은 채널을 부품으로 절단합니다.
· 분리: 완성된 부품을 스톡 바에서 분리합니다.
· 스레딩: 내부 또는 외부 스레드를 생성합니다.
· 드릴링: 스핀들 축을 따라 구멍을 만듭니다.
· 보링: 기존 구멍의 크기, 정렬 및 마감을 개선합니다.
· 널링(Knurling): 그립이나 조정을 위해 질감 있는 표면을 만듭니다.
· 모따기: 날카로운 모서리를 제거하고 보다 쉽게 조립할 수 있도록 지원합니다.
CNC 선삭은 샤프트, 부싱, 롤러, 스페이서, 노즐, 커넥터 및 나사산 피팅을 포함하여 중심 회전축이 있는 부품에 특히 효과적입니다.
선삭 용어를 이해하면 엔지니어와 구매자가 가공 성능을 평가하는 데 도움이 됩니다.
절삭 속도는 절삭 공구와 공작물 표면 사이의 상대 속도입니다. 이는 일반적으로 분당 미터 또는 분당 표면 피트로 표시됩니다.
선삭의 경우 다음을 사용하여 절단 속도를 추정할 수 있습니다.
Vc = π × D × N / 1000
어디:
· Vc 는 분당 미터 단위의 절단 속도입니다.
· D 는 공작물 직경(밀리미터)입니다.
· N 은 분당 회전수로 나타낸 스핀들 속도입니다.
이송 속도는 절삭 공구가 재료를 통해 얼마나 빨리 전진하는지를 나타냅니다. 이는 생산성, 칩 형성, 절삭력 및 표면 조도에 영향을 미칩니다.
절삭 깊이는 한 번 통과할 때 제거되는 재료의 양입니다. 황삭에서는 일반적으로 더 큰 절삭 깊이를 사용하는 반면 정삭에서는 필요한 공차와 표면 품질을 달성하기 위해 더 가벼운 패스를 사용합니다.
인서트 모양, 노즈 반경, 경사각, 여유각, 공구 재질 등이 모두 절삭 성능에 영향을 미칩니다. 올바른 공구 형상은 가공물 재료, 형상 모양, 필요한 마무리에 따라 달라집니다.
표면 거칠기는 일반적으로 Ra를 사용하여 지정됩니다. 기능성 부품에는 일반적인 기계 가공 표면이 적합할 수 있지만 밀봉 표면, 베어링 시트 및 의료 부품에는 더 미세한 마감이 필요할 수 있습니다.
달성 가능한 표면 조도는 공구 상태, 이송 속도, 기계 강성, 재료, 진동 및 마무리 전략에 따라 달라집니다.
CNC 터닝은 엄격한 치수 공차를 생성할 수 있지만 달성 가능한 결과는 기계, 재료, 형상 및 검사 방법에 따라 달라집니다.
디자이너는 다음 요소를 고려해야 합니다.
· 기능이 요구하는 경우에만 엄격한 공차를 지정하십시오.
· 불필요한 공차 누적을 피하십시오.
· 내부 및 외부 기능에 대한 적절한 도구 액세스를 제공합니다.
· 날카로운 내부 모서리 대신 적절한 반경을 사용하십시오.
· 얇거나 유연한 부품에 대한 워크홀딩 요구 사항을 고려하십시오.
· 중요한 치수와 데이텀을 명확하게 식별합니다.
· 일반 공차와 정밀 기능을 분리하세요.
길고 가는 부품은 가공 중에 휘어짐이 발생할 수 있습니다. 얇은 벽은 절삭 압력으로 인해 변형될 수 있으며, 깊은 보어는 공구 진동의 영향을 받을 수 있습니다. 이러한 기능에는 제어된 절단 매개변수, 특수 툴링, 때로는 여러 마무리 작업이 필요합니다.
길거나 얇은 부품은 절삭력으로 인해 휘어질 수 있습니다. 심압대, 고정 받침대 또는 특수 소프트 조와 같은 지지 방법을 사용하면 안정성이 향상될 수 있습니다.
Chatter는 눈에 보이는 도구 표시와 일관되지 않은 치수를 생성할 수 있습니다. 워크홀딩 강성을 개선하고, 공구 오버행을 단축하고, 스핀들 속도를 조정하고, 보다 적합한 인서트 형상을 선택하면 이를 줄일 수 있습니다.
과도한 열은 공구 수명과 치수 안정성에 영향을 미칠 수 있습니다. 적절한 절삭 속도, 절삭유 공급, 칩 제어 및 공구 선택은 일관된 결과를 유지하는 데 도움이 됩니다.
버는 드릴링된 구멍, 홈 및 분할 형상 주위에 형성될 수 있습니다. 부품을 안전하게 취급하거나 조립 중에 정확하게 맞춰야 하는 경우 디버링 작업과 제어된 도구 경로가 필요합니다.
티타늄, 경화강, 니켈 합금 및 엔지니어링 플라스틱에는 특수 도구와 신중하게 제어되는 매개변수가 필요할 수 있습니다. 가공 전략에서는 열 발생, 공구 마모, 치수 안정성 및 표면 조도의 균형을 맞춰야 합니다.
CNC 터닝은 다양한 재료와 호환됩니다.
재료 |
일반적인 응용 분야 |
알류미늄 |
경량 하우징, 스페이서, 자동차 부품 |
스테인레스 스틸 |
의료 부품, 부속품, 산업용 하드웨어 |
탄소강 |
샤프트, 핀, 기계 부품 |
놋쇠 |
커넥터, 밸브, 전기 부품 |
티탄 |
항공우주 및 의료 부품 |
엔지니어링 플라스틱 |
부싱, 절연체, 저마찰 부품 |
니켈 합금 |
고온 및 부식 방지 부품 |
재료 선택은 강도, 내식성, 내마모성, 작동 온도, 무게, 기계 가공성 및 마감 요구 사항을 고려해야 합니다.
CNC 터닝은 회전 부품에 가장 적합합니다. CNC 밀링은 평평한 표면, 포켓, 슬롯 및 복잡한 3차원 특징이 있는 프리즘 구성요소에 더 효과적입니다.
밀턴 기계는 두 가지 기능을 모두 결합합니다. 라이브 툴을 사용하여 밀링, 드릴링, 태핑을 수행하는 동안 공작물을 회전시켜 선삭할 수 있습니다.
밀턴 가공은 부품에 다음이 포함될 때 유용합니다.
· 외경 및 내경
· 교차 드릴 구멍
· 방사형 슬롯
· 아파트
· 오프 센터 기능
· 복잡한 전면 및 후면 형상
하나의 기계에서 이러한 기능을 완료하면 설정 시간을 줄이고 중요한 기능 간의 관계를 개선할 수 있습니다.
CNC 터닝은 다양한 산업 분야에서 사용됩니다.
제조업체는 선삭을 사용하여 샤프트, 칼라, 부싱, 롤러, 나사산 부품 및 맞춤형 기계 부품을 생산합니다.
일반적인 응용 분야에는 변속기 부품, 서스펜션 부품, 엔진 피팅, 조향 부품 및 정밀 핀이 포함됩니다.
CNC 터닝은 항공기 부속품, 액추에이터 부품, 유압 커넥터 및 구조 하드웨어와 같은 경량 및 고강도 부품을 생산합니다. 재료에는 알루미늄, 티타늄, 니켈 기반 합금이 포함될 수 있습니다.
의료 응용 분야에는 수술 기구 구성 요소, 정형외과용 하드웨어, 치과용 구성 요소 및 정밀 부속품이 포함됩니다. 이러한 부품에는 엄격한 재료 제어, 추적성, 버 제거 및 표면 마감이 필요한 경우가 많습니다.
터닝은 유압 및 공압 피팅, 펌프 부품, 밸브 본체, 베어링 시트 및 자동화 장비에 널리 사용됩니다.
로봇 조인트, 센서 하우징, 정밀 샤프트, 커넥터 및 소형 기계 부품에는 밀링 또는 드릴링과 결합된 선삭이 필요한 경우가 많습니다.
CNC 터닝은 일회성 프로토타입과 대규모 생산 실행 모두에 적합합니다. 자동화 옵션에는 바 피더, 로봇 로딩, 자동 공구 측정, 공정 중 검사 및 부품 회수 장치가 포함됩니다.
반복 생산의 경우 자동화를 통해 다음이 향상될 수 있습니다.
· 사이클 시간 일관성
· 노동 효율성
· 자재활용
· 생산 반복성
· 운전자 안전
· 배치 간 일관성
최상의 생산 방법은 부품 부피, 재료 형태, 형상, 공차 요구 사항 및 예상 제품 수명에 따라 달라집니다.
Dawang Precision은 산업, 자동차, 항공우주, 의료 및 엔지니어링 응용 분야에 대한 CNC 터닝 및 관련 정밀 가공 요구 사항을 지원합니다. 당사의 제조 역량에는 고급 CNC 장비, 다축 가공, 복잡한 부품에 대한 생산 검사가 포함됩니다.
새로운 부품 설계가 있는 경우 STEP 또는 PDF 도면을 엔지니어링 팀에 보내 무료 DFM 검토를 받으세요. 우리는 재료 선택, 공차, 가공 전략 및 잠재적인 생산 위험을 평가한 후 24시간 이내에 피드백을 제공할 수 있습니다.
CNC 터닝은 샤프트, 핀, 부싱, 피팅, 슬리브, 롤러 및 나사산 부품과 같은 원통형 및 회전형 부품을 제조하는 데 사용됩니다.
선삭은 절삭 공구가 재료를 제거하는 동안 공작물을 회전시킵니다. 밀링은 일반적으로 공작물이 기계 테이블에 고정되어 있는 동안 절삭 공구를 회전시킵니다.
예. 드릴링을 통해 축 구멍이 생성되고, 보링 및 내부 선삭 작업을 통해 직경, 정렬 및 표면 조도가 향상됩니다.
예. CNC 터닝은 프로토타입, 소량 생산, 반복 주문 및 대량 제조에 적합합니다.
정확도는 기계 상태, 워크홀딩, 재료 안정성, 공구 마모, 절삭 매개변수, 열 변화, 프로그래밍 및 검사 방법에 따라 달라집니다.
