CNC 가공의 최소 벽 두께는 얼마인가?

CNC 가공의 최소 벽 두께는 얼마인가?

CNC 가공의 절대 최소 벽 두께는 알루미늄 0.5 mm, 강 0.8 mm, 스테인리스강 0.9 mm, 티타늄 1.0 mm, 구리 황동 0.5 mm, 엔지니어링 플라스틱 0.4 mm 입니다. 권장값은 대부분 이의 두 배로 1.0 mm, 1.5 mm, 1.5 mm, 1.5 mm, 0.8 mm, 0.8 mm 입니다. 절대 최소값은 벽을 애초에 깎을 수 있는 경계이고, 권장값은 기계가 반복적으로 똑같이 만들 수 있는 경계입니다. 도면에 적어야 하는 값은 후자입니다.

숫자: 소재별 최소 벽 두께

소재마다 자기 고유한 한계에서 서로 다른 방식으로 파손되므로, 보편적인 숫자 하나는 존재하지 않습니다.

금속에서 0.8 mm 미만이면 정직한 질문은 주조와 금속 사출 성형 중 어느 쪽이 나은 공정인가입니다. 박벽인 복잡 형상을 정밀 주조로 만든 뒤 CNC 마무리를 더하면 부품당 40–70% 저렴해지고 200 개부터는 회수할 수 있습니다.

왜 숫자가 두 개인가

절대 최소값과 권장값은 서로 다른 두 질문에 대한 답입니다. 최소값은 「이것을 애초에 깎을 수 있는가」 에 답하고, 권장값은 「매번 똑같이 깎을 수 있는가」 에 답합니다.

이 차이는 실제 비용으로 이어집니다. 박벽 벽은 낮은 이송 속도, 추가 마감 패스, 그리고 종종 특수 공구를 이용한 추가 세팅을 요구하기 때문입니다.

최소 두께로 깎으면 권장 두께에 비해 가공 시간이 30–80% 늘어납니다. 이것이 절대 최소값이 아니라 0.6 mm 알루미늄 벽을 원하는 디자이너에게 보여 줘야 할 숫자입니다.

벽은 어느 높이까지 가능한가

벽 두께만으로 벽이 버틸지가 결정되지는 않습니다. 높이가 결정하며, 두 개의 비가 그것을 정합니다.

언제 벽이 박벽이 되는가

높이와 두께의 비가 10:1 을 넘거나, 절대 두께가 비철금속에서 약 2 mm 미만이고 강에서 1 mm 미만으로 떨어지면 벽은 박벽으로 봅니다. 그 이하에서는 표준 경질 턱 클램핑이 더 이상 안전하지 않습니다.

응용 가이드는 세 개의 구간을 씁니다. 15:1 미만은 무난하고, 15–30:1 은 이 문서의 모든 기법이 필요하며, 30:1 을 넘으면 첫날부터 고위험 부품입니다.

여기서 소재가 결정적인 이유는 열전도도와 잔류응력 때문입니다.

기계에서 평평하게 나왔다가 작업대에서 휜 벽은 제조 결함이 아닙니다. 휨은 클램핑 힘에 의한 탄성 되돌림에, 재료를 제거할 때 생기는 잔류응력 재분포가 더해진 것입니다. 부품을 클램핑 상태로 한 번 측정하고 자유 상태로 다시 측정하면, 두 값의 차이가 탄성 성분으로 클램핑 문제이고, 남는 잔류 휨은 잔류응력 성분으로 공정 문제입니다.

박벽을 움직이지 않게 가공하기

박벽에서의 절삭 파라미터는 같은 공구를 두꺼운 단면에 쓸 때의 약 절반입니다. 박벽에서는 한계가 공구 수명이 아니라 반경 방향 처짐이기 때문입니다.

6 mm 카바이트 엔드밀로 2 mm 알루미늄 벽을 깎을 때는 Vc 300–400 m/min, fz 0.02–0.04 mm/tooth, ap 0.5 mm 이하로 시작한 뒤 다듬습니다. 반경 방향 절입량 ae 는 공구 지름의 25% 이하로 유지하고, 트로코이달 또는 적응형 공구 경로를 사용하십시오.

문제의 나머지 절반은 고정이며, 박벽 왜곡의 대부분은 실제로 여기서 나옵니다.

외워둘 만한 규칙이 두 개 있습니다. 자기식 척은 강자성 소재에서만 동작합니다. 즉 탄소강, 공구강, 그리고 400 계열 스테인리스의 일부입니다. 304 와 316 같은 오스테나이트계 스테인리스와 Grade 2 및 Grade 5 티타늄은 사실상 자성이 없어 고정되지 않습니다. 그리고 부품에 설계로 내장한 희생 탭이 가장 일반적인 답입니다. 박벽 문제를 두꺼운 벽 문제로 바꿔 주기 때문입니다.

어떤 메커니즘이 왜곡을 일으키는지 알아보려면 추측하지 말고 측정하십시오.

FEA 에는 주의가 필요합니다. 대부분의 FEA 모델은 응력이 없는 공작물에 걸린 절삭력만 고려하고, 재료를 제거할 때 발생하는 잔류응력 해소를 무시합니다. 두꺼운 부품에서는 이것이 작은 오차이지만, 박벽에서는 지배적인 처짐 원인이 됩니다. 시뮬레이션이 박벽 처짐을 2–5× 과소평가하는 이유가 바로 이것입니다. 잔류응력장과 단계적 재료 제거 단계를 모두 포함하지 않는 한 FEA 를 형상 예측 도구로 다루고 크기 예측 도구로 다루지 마십시오.

코팅을 잊지 마십시오

한쪽 면마다 25 µm 양극산화 층을 가진 0.6 mm 벽은 더 이상 0.6 mm 벽이 아닙니다. 양극산화는 한쪽 면마다 25 µm 를 더하고, 합계 0.05 mm 이며, 공차 누적이 남은 여유를 먹어버립니다. 최소 벽 두께 사양에 2× 코팅 두께를 더하십시오. 그리고 가공 후가 아니라 가공 전에 계산하십시오.

같은 규칙은 실링이 들어가는 모든 포켓에 적용됩니다. O 링이나 실란트는 샤프한 모서리에 제대로 밀착할 수 없어 누수 경로가 생깁니다. 실링, 개스킷, O 링이 들어가는 모든 포켓에 최소 R0.5–R1.0 mm 바닥 반경을 지정하십시오.

도면에 벽 두께를 지정하는 방법

벽 두께는 파생 치수입니다. 포켓 깊이와 바닥 위치에 따라 달라지므로 지정하지 않으면 논쟁이 됩니다. 가장 자주 나타나는 실수는 다음과 같습니다.

작은 두 가지도 제대로 해 두는 편이 좋습니다. 엣지 브레이크의 업계 기본값은 모든 샤프한 엣지에 0.5 mm 챔퍼 또는 반경을 주는 것이고, 표준 카운터싱크 각도는 60°, 82°, 90°, 120° 입니다.

이 모든 원칙은 하나의 습관으로 정리됩니다. 도면에 최소 벽 두께를 핵심 치수로 명시하고, 모든 내부 필렛을 하나의 공구 반경으로 설계하십시오. 나머지는 이 두 가지에서 따라옵니다.