내부 모서리 반경은 모서리에 도달할 수 있는 절삭 공구 크기를 제한하기 때문에 가공 비용에 영향을 줄 수 있습니다.
작은 반경은 일반적으로 더 작은 공구를 필요로 합니다. 작은 공구는 강성이 낮으며, 특히 깊은 포켓 안쪽까지 도달해야 할 때 더욱 그렇습니다. 이로 인해 가공 속도가 느려지고 난이도가 높아질 수 있습니다. 제조업체는 모서리를 완전히 제거하기 위해 추가 마감 가공 단계나 다른 공구를 사용해야 할 수도 있습니다.
그러나 작은 반경이 자동으로 부품 가격을 비싸게 만드는 것은 아닙니다.
실제 비용 영향은 포켓 깊이, 재료, 공구 크기, 공구 도달 거리, 허용 오차 및 가공 방식에 따라 달라집니다.
내부 모서리 반경은 포켓 또는 공동 내부에서 두 개의 수직 벽이 만나는 둥근 모서리를 말합니다.
예시:
반경이 작을수록 내부 모서리가 날카로워집니다.
이 문서는 두 개의 수직 벽 사이에 형성되는 반경에 초점을 맞춥니다. 포켓 벽과 포켓 바닥 사이의 반경은 다루지 않습니다.
표준 CNC 엔드밀은 원형입니다.
커터가 포켓 내부의 두 벽을 따라 이동할 때, 그 원형 형태로 인해 모서리에 자연스럽게 반경이 남습니다.
예를 들어, 6mm 엔드밀의 커터 반경은 3mm입니다.
커터는 날카로운 90도 내부 모서리의 정확한 0반경 점에 도달할 수 없습니다.
이는 일반 밀링의 기하학적 제한입니다. 기계 정확도가 낮아서 발생하는 것이 아닙니다.
설계에서 매우 날카로운 내부 코너가 필요할 경우, 다른 가공 방법을 사용하거나 설계를 변경해야 할 수 있습니다.
기본적인 관계는 간단합니다:
작은 반경 → 작은 커터 → 강성 감소 → 느린 또는 신중한 가공 → 더 많은 패스 또는 추가 공구 → 긴 사이클 타임 → 잠재적으로 높은 비용
이는 모든 부품에 대해 고정된 규칙이 아닙니다.
얕은 R1 코너는 가공하기 쉬울 수 있습니다.
깊은 R1 코너는 훨씬 더 복잡한 공구 세팅을 요구할 수 있습니다.
완전한 형상을 전면적으로 검토해야 합니다.
절단기구는 필요한 모서리로 들어갈 수 있을 만큼 작아야 한다.
기하학적 관점에서:
| 내부 코너 반경 | 근사 최대 절단기구 지름 |
|---|---|
| R0.5 mm | ø1 mm |
| R1 mm | ø2 mm |
| R2 mm | ø4 mm |
| R3 mm | ø6 mm |
이 숫자들은 기하학적 한계를 설명합니다.
이 값들은 절삭공구 선택을 위한 보편적인 권장 사항이 아닙니다.
제조사는 포켓 깊이, 재료, 표면 마무리 품질, 공구 경로에 따라 더 작은 절삭공구를 선택할 수 있습니다.
우리 공장에서 일반적으로 사용하는 밀링 커터 지름은 다음과 같습니다:
최종 절삭공구 크기는 부품의 크기와 형상에 따라 달라집니다.
작은 내부 반경의 경우, 우리 공장의 현재 관행은 다음과 같습니다:
이것들은 당사 공장에서 제작한 예시입니다.
이것들을 산업 전반의 표준으로 간주해서는 안 됩니다.
공구 강성은 가공 중 커터가 휘어짐과 진동에 저항하는 정도를 나타냅니다.
일반적으로 크기가 크고 길이가 짧은 커터가 긴 돌출부를 가진 작은 커터보다 강성이 높습니다.
이 점은 포켓 내부 깊숙이 위치한 작은 내부 반경을 가공할 때 중요해집니다.
제조사는 작은 커터를 사용하여 도구 홀더에서 더 멀리 연장해야 할 수도 있습니다.
그러한 설정은 안정성이 낮습니다.
다음 요인에 더 민감할 수 있습니다:
깊이가 깊고 모서리 반경이 작은 홈은 가공하기 어려운 이유 중 하나이다.
공구 휨이란 절삭력에 의해 커터가 약간 휘는 현상이다.
절삭 후 커터는 원래 형태로 되돌아갈 수 있다. 그러나 일시적인 이동은 가공 정확도에 영향을 줄 수 있다.
다음과 같은 경우 공구 휨이 더 중요해진다.
커터의 휨이 지나치게 크면 제조업체가 절삭 하중을 낮춰야 할 수 있다.
이로 인해 가공 공정이 느려질 수 있습니다.
정확한 피드 속도와 절삭 깊이는 기계, 커터, 재료 및 부품 형상에 따라 달라집니다.
각 부품에 대해 반드시 확인해야 합니다.
제조업체는 일반적으로 매우 작은 커터를 사용하여 전체적으로 큰 포켓을 가공하지 않습니다.
더 효율적인 공정은 보통 다음과 같습니다.
이를 흔히 모서리 제거 또는 잔여 가공 .
따라서 작은 반경은 추가 도구와 추가 가공 단계를 필요로 할 수 있다.
우리 공장에서는 작은 내부 반경을 가공할 때 종종 여러 개의 절삭 공구가 필요하다.
큰 공구가 먼저 포켓의 대부분을 가공한다.
그 후 더 작은 공구가 모서리에 남아 있는 재료를 제거한다.
이러한 추가 모서리 제거 작업은 가공 시간을 늘릴 수 있다.
작은 공구는 한 번에 제거할 수 있는 재료의 양이 큰 공구보다 적다.
또한 보다 신중한 절삭 조건이 요구될 수 있다.
가공 시간 증가의 원인은 다음과 같다:
이것은 모든 작은 반경이 가공 시간의 급격한 증가를 유발한다는 뜻이 아님.
영향은 부품 전체에 따라 달라짐.
내부 코너 반경을 평가할 때 포켓 깊이는 매우 중요함.
둘 다 R1 코너를 요구하는 두 개의 부품을 고려해 보세요.
절단기의 이동 거리가 짧아도 됨.
공구는 비교적 강성 있게 유지될 수 있음.
가공이 간단할 수 있음.
같은 작은 절단기가 부품 내부로 훨씬 더 깊이 들어가야 함.
이로 인해 여러 가지 문제가 발생할 수 있음.
반경은 여전히 R1임.
차이점은 필요한 공구 도달 거리임.
이것이 내부 반경을 단독으로 평가해서는 안 되는 이유이다.
더 나은 질문은 다음과 같습니다:
모서리의 깊이는 얼마이며, 이를 도달하기 위해 어떤 절삭공구가 필요한가?
| 설계 조건 | 절삭공구 선택 | 가공 효과 | 비용 리스크 |
|---|---|---|---|
| 큰 내부 반경 | 더 큰 절삭공구 사용에 대한 자유도 증가 | 일반적으로 더 용이하고 안정적인 가공 | 추가 공정 발생 리스크 감소 |
| 작은 내부 반경 | 더 작은 커터가 필요할 수 있음 | 추가 패스 및 코너 정리가 필요할 수 있음 | 가공 시간 증가 위험성 높음 |
| 매우 날카로운 내부 코너 | 표준 엔드 밀링만으로는 부족할 수 있음 | 다이렉트 다운컷, EDM 또는 설계 변경이 필요할 수 있음 | 추가 공정이 필요한 위험성 높음 |
이것들은 일반적인 가공 경향임
실제 결과는 부품 형상, 재료, 허용 오차, 수량, 기계 및 공구에 따라 달라짐
일반 엔드 밀링으로는 매우 날카로운 내부 모서리를 구현하기 어려울 수 있습니다.
여러 가지 가능한 해결 방법이 있습니다.
해당 형상에 접근이 가능하다면 제조업체가 남은 모서리 재료를 제거하기 위해 더 작은 커터를 사용할 수 있습니다.
이 방법은 보통 가장 간단한 해결책입니다.
다만, 커터는 여전히 충분한 강성과 도달 길이를 확보해야 합니다.
다이브 밀링이란 커터가 주로 축 방향, 즉 재료 속으로 아래쪽으로 이동하는 가공 방식을 말합니다.
일부 모서리 형상의 경우, 일반적인 측면 절삭 공구 경로로는 도달하기 어려운 재료를 이 방식으로 제거할 수 있습니다.
당사 공장에서는 다이렉트 밀링을 사용하여 특정 내부 코너를 가공할 수 있습니다.
적합한 부품의 경우, EDM으로 직접 이동하는 것보다 더 빠를 수 있습니다.
그러나 다이렉트 밀링은 모든 코너에 적합하지 않습니다.
부품의 형상과 커터 접근 가능 여부를 먼저 확인해야 합니다.
와이어 EDM은 전기적으로 충전된 와이어를 이용해 전도성 재료를 제거합니다.
통과형 특징에서 날카로운 코너가 요구될 때 유용할 수 있습니다.
당사 공장에서는 매우 날카로운 내부 코너를 가진 통과형 특징에 대해 와이어 EDM 적용을 검토할 수 있습니다.
와이어는 해당 특징을 통과할 수 있어야 합니다.
싱커 EDM은 형상화된 전극을 사용하여 전도성 재료를 제거한다.
밀링 커터가 쉽게 접근하기 어려운 부위까지 도달할 수 있다.
당사 공장에서는 싱커 EDM을 맹목적 캐비티의 날카로운 모서리를 정리하는 데 사용할 수 있다.
이 공정은 당사 생산 환경에서 더 많은 시간이 소요되며 비용 증가를 초래할 수 있다.
이러한 이유로, 당사는 대량 생산 부품에 대해 싱커 EDM을 적용하기 전에 일반적으로 다른 가공 방안을 평가한다.
이는 당사의 공장 경험일 뿐 산업 전반에 걸친 규칙은 아니다.
큰 내부 포켓을 갖춘 가공 외함을 고려해 보라.
포켓의 대부분은 더 큰 커터로 가공할 수 있다.
그러나 도면에는 R1 모서리가 요구된다.
당사 공장에서는 R1 모서리를 지름 2mm 커터로 마감할 수 있다.
가공 공정에는 다음이 포함될 수 있습니다.
이제 R1 모서리가 조립 또는 기능상 필요하지 않다고 가정해 봅시다.
설계자가 반경을 키우면 제조업체가 가공 공정의 더 많은 부분에 대해 더 큰 커터를 사용할 수 있을 수 있습니다.
이로 인해 별도의 소형 공구 작업이 줄어들 수 있습니다.
비용상의 이점은 단순히 더 큰 반경에서만 비롯되는 것이 아닙니다.
이는 더 간단한 공구 및 가공 전략에서 비롯됩니다.
실제 절감 효과는 전체 부품을 기준으로 평가해야 한다.
코너에 중요한 기능적 요구 사항이 없다면, 반경을 늘리는 것을 고려하라.
더 큰 반경은 제조업체가 더 크고 강성 높은 절삭 공구를 사용할 수 있도록 더 많은 자유도를 부여한다.
이는 특히 깊은 포켓 가공 시 유용하다.
작은 반경은 도면 상에서는 사소한 세부 사항처럼 보일 수 있다.
그러나 양산 단계에서는 해당 특징을 가공하기 위해 필요한 최소 절삭 공구 크기를 결정할 수 있다.
좁은 반경을 지정하기 전에, 다음 중 어느 목적을 위해 필요한지 검토하라:
명확한 기능이 없다면, 더 큰 반경이 제조하기 쉬울 수 있다.
R0.5, R1, R2, 또는 R3을 반경만으로 평가하지 말 것.
또한 확인하세요:
얕은 포켓 내 작은 반경은 제조하기 쉬울 수 있다.
같은 반경이라도 깊은 포켓 내에서는 훨씬 더 어려울 수 있다.
한 부품에 여러 가지 서로 다른 내부 반경을 사용하면 더 많은 절삭 공구가 필요할 수 있다.
기능상 허용된다면, 여러 위치에서 동일한 반경을 사용하면 공구 선정 및 프로그래밍을 단순화할 수 있다.
어떤 경우에는 정사각형 부품을 밀링 포켓에 맞춰야 한다.
설계자는 포켓의 코너가 완전히 날카로워야 한다고 생각할 수 있다.
어떤 경우, 코너 릴리프 또는 도그본 형상이 필요한 여유 공간을 제공할 수 있다.
이렇게 하면 제조업체가 보다 실용적인 커터를 사용할 수 있다.
작은 반경이 필수적인 경우, 도면에 이를 분명히 표시한다.
제조업체는 해당 특징을 그대로 유지하는 데 집중할 수 있다.
기타 기능적으로 중요하지 않은 코너는 가공 용이성을 위해 조정될 수 있다.
이것은 DFM 의사소통을 더욱 효과적으로 만든다.
작은 내부 코너 반경이 자동으로 비용이 많이 드는 것은 아니다.
그러나 제조업체가 가공 공정을 변경하도록 강제할 때 중요성이 커진다.
가장 큰 비용 리스크는 일반적으로 다음의 설계 요구사항에서 발생한다.
모서리 반경에 기능적 목적 없이, 이를 키우면 부품 가공이 더 쉬워질 수 있습니다.
양산 부품의 경우, 이는 제조 공정을 단순화하고 불필요한 가공 작업을 줄일 수 있습니다.
그렇습니다. 작은 반경은 더 작은 커터를 필요로 하거나, 추가적인 모서리 정리 패스 또는 다른 가공 방식을 요구할 수 있습니다. 실제 비용 영향은 전체 부품 형상에 따라 달라집니다.
표준 엔드밀은 원형입니다. 그 형태상 두 개의 내부 벽이 만나는 곳에 자연스럽게 반경을 남깁니다.
기하학적 관점에서 R0.5는 커터 지름을 약 1mm로 제한하고, R1은 약 2mm로 제한합니다. 당사 공장에서는 이러한 특징에 대해 일반적으로 Ø1mm 및 Ø2mm 커터를 사용합니다. 그러나 실제 공구 선택은 각 부품별로 반드시 확인해야 합니다.
작은 반경은 작은 커터를 필요로 한다. 깊은 포켓도 더 긴 공구 도달 거리를 요구한다. 긴 도달 거리를 가진 작은 커터는 강성이 낮고 진동 및 휨에 더 민감하다.
항상 그렇지는 않다. 제조업체는 더 작은 커터, 플런지 밀링, 코너 릴리프, 와이어 EDM, 싱커 EDM 또는 다른 방법을 사용할 수 있다. 적절한 공정은 해당 특징에 따라 달라진다.
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