25미크론 미만의 공차를 달성하고 유지하는 방법

 

가공에서 공차는 특정 범위 내에서 허용되는 매개변수의 변화를 나타냅니다. 이 매개변수는 온도, 습도, 소음 수준, 스트레스, 일사량, 속도 등 측정 가능한 다양한 물리적 특성뿐만 아니라 공간 측정과 같은 물리적 치수도 포함할 수 있습니다.

 

공차는 실제 매개변수 값의 허용 범위를 정의합니다. 엔지니어링에서 공차는 오류에 대한 제어 한계로 볼 수 있습니다. 공차에는 일반적으로 최대 제한 크기라고 하는 상한과 최소 제한 크기라고 하는 하한이 있습니다.

 

 

CNC 가공 공차

 

CNC 가공에서 "공차"라는 용어는 두 가지 해석이 있습니다. 하나는 CNC 기계의 공차를 나타내고 다른 하나는 CNC 가공의 설계 공차를 나타냅니다.

 

CNC 기계 공차는 부품을 가공하는 동안 기계가 달성할 수 있는 치수 정확도 수준을 나타냅니다. CNC 가공의 정밀도는 매우 높으며 일부 기계에서는 머리카락 굵기의 약 4분의 1인 ±{{0}}.0025mm의 제조 정밀도를 달성합니다. 그러나 기계마다 일반적으로 기계 제조업체에서 정의하는 다양한 공차가 있습니다. 시장에서 일반적으로 사용되는 평균 공차는 0.02mm입니다. CNC 가공 서비스 제공업체는 고객에게 사용 가능한 CNC 기계의 허용 오차에 대해서도 알려줍니다.

 

 

설계 및 가공 공차

 

설계 및 가공 환경에서 공차는 부품 치수의 허용 가능한 변동 범위를 나타냅니다. 부품이 이 범위 내에 속하면 모든 기능적 요구 사항을 충족할 수 있습니다. 이 시나리오에서는 부품의 기능, 맞춤 및 모양을 기반으로 부품 설계자가 공차를 설정합니다. 설계 및 가공 공차는 부품의 맞춤과 조립에 매우 중요합니다. 예를 들어, 전기 모터 구성 요소에 대한 공차 요구 사항은 간단한 문 손잡이에 대한 공차 요구 사항보다 훨씬 더 엄격합니다. 이는 엔진의 수많은 복잡한 부품이 서로 정확하게 맞아야 하기 때문입니다. 일반적으로 해당 공차 표기는 부품의 해당 치수 옆에 표시됩니다.

 

제조업체는 적절한 공차를 이해하고 구현함으로써 가공된 부품의 품질과 기능을 향상시켜 다양한 응용 분야에서 성공적인 조립과 작동을 보장할 수 있습니다.

 

25~50미크론 사이의 공차를 달성하는 것은 비교적 간단합니다. 그러나 공구 마모로 인해 가공물 표면이 변경되면 공구가 마모되기도 전에 공차 한계를 초과할 수 있습니다. 이로 인해 대규모 생산 중에 이러한 허용 오차를 어떻게 유지할 수 있는지에 대한 의문이 제기됩니다.

 

25미크론 미만의 공차는 더 큰 과제를 제시하며, 5~12미크론 사이의 더 엄격한 공차를 유지하는 것을 목표로 하는 많은 가공 공정이 있습니다. 이러한 엄격한 공차는 대량 제조에서는 달성하기가 훨씬 더 어렵습니다. 다음은 이를 관리하기 위한 몇 가지 팁입니다.

 

 

 

공차범위의 80% 사용

 

공차의 엄격한 특성으로 인해 생산 중에 크기 조정이 필요합니다. 공구가 마모됨에 따라 가공된 표면이 확장(외부 표면)되거나 수축(내부 표면)될 수 있습니다. 공차가 엄격할수록 더 많은 크기 조정이 필요합니다.

 

가장 중요한 경험 법칙은 처음에 크기를 결정하고 공구 마모와 관련된 조정을 할 때 공차 범위의 평균값을 표준으로 사용하는 것입니다. 평균값을 사용하면 공차 범위의 절반만 효과적으로 활용할 수 있습니다.가공된 부품의 모든 관련 치수는 외부 표면의 높은 지점이나 내부 표면의 낮은 지점에 속합니다. 허용 오차가 매우 엄격하기 때문에 작업자는 몇 개의 부품만 처리한 후 크기를 조정해야 할 수도 있습니다.

 

치수가 공차 범위의 하한 또는 상한에 가까울 경우(외부 또는 내부 표면에 따라) 필요한 조정 간격을 연장할 수 있습니다. 허용 한계의 약 10%로 목표 크기를 설정하는 것이 좋습니다. 이 접근 방식을 사용하면 크기 조정 사이의 시간을 효과적으로 두 배로 늘릴 수 있습니다.

 

 

열 변화의 영향 최소화

 

이 점은 특히 터닝 센터와 관련이 있지만 머시닝 센터에도 영향을 미칩니다. 기계가 가열되면 부품이 늘어날 수 있습니다. 기계가 유휴 상태이면 이러한 구성 요소가 수축됩니다. 부품 크기가 변경되면 가공 치수가 달라질 수 있습니다. 엄격한 공차를 유지하는 경우 열로 인한 변화로 인해 심각한 문제가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 터닝 센터에서는 부품이 작동 온도에 도달할 때 최대 25미크론의 외경 수축이 발생할 수 있습니다.

 

열 변화를 줄이는 일반적인 방법은 기계의 전원을 처음 켤 때와 몇 분 이상 유휴 상태를 유지할 때마다 예열 프로그램을 실행하는 것입니다. 여기에는 원자재 없이 프로그램을 실행하는 것이 포함될 수 있습니다.

 

열 특성은 기계 제조업체마다 다르며 일부 기계는 다른 기계보다 성능이 훨씬 뛰어납니다. 엄격한 공차를 유지하기 위해 기계가 필요한 경우 새 장비를 구입할 때 이는 중요한 고려 사항이 되어야 합니다.

 

 

왼손 또는 오른손 도구의 영향 고려

 

도구의 선택은 기계의 수명에 영향을 미칩니다. 이는 사용되는 공구 유형에 따라 힘이 기계 베드에 전달되는 대부분의 거친 가공 작업에 특히 중요합니다. 대부분의 경사 베드 터닝 센터의 경우 이는 왼손 공구를 사용하고 스핀들을 반대 방향(M04)으로 실행하는 것을 의미합니다.

 

이러한 기계에서 오른손잡이 공구를 사용하면 스핀들이 앞으로 회전하게 되고(M03) 가공 작업의 전단 작용으로 인해 절삭 공구가 지지 방향에서 멀어지게 됩니다.

 

이로 인해 종종 터릿이 크로스 슬라이드에서 멀어지고 크로스 슬라이드가 베드에서 멀어지게 되어 기계의 움직이는 부품에 상당한 스트레스가 가해지고 마모가 가속화됩니다. 기계는 처음에는 쉽게 공차를 유지할 수 있지만 시간이 지남에 따라 점점 더 어렵거나 불가능해집니다.

 

이러한 전략을 따르면 제조업체는 25μm 미만의 공차를 더 잘 달성하고 유지하여 생산 품질과 효율성을 향상시킬 수 있습니다.