가공 결함이란 무엇입니까? 가공 결함을 수정하는 방법은 무엇입니까?

"CNC 가공은 중대형 규모의 시제품 ​​제작에 사용되는 정밀하고 자동 제어되는 기술입니다. 이러한 정밀도에도 불구하고 오류가 발생할 수 있습니다. 제품 제조업체는 이러한 오류를 방지하고 원하는 결과를 얻기 위해 오류의 원인과 예방 조치를 알아야 합니다." 

The CNC 가공 공정하지만 이러한 방법들은 정밀하고 정확하지만, 공구 마모와 칩 생성으로 인해 적절하게 사용하지 않으면 부정확한 결과를 초래할 수 있습니다. 이러한 이유로, 혁신적인 기술들이 개발되었습니다. 분할 과정 또는 엠보싱 공정은 매우 중요한 역할을 합니다. 이러한 고급 기술은 이러한 문제를 피하거나 예방하는 데 도움이 됩니다. 결함을 조금씩 제거함, 도구 마모그리고 찢는 것뿐만 아니라 엠보싱 결함. 어떤 경우에는 트리밍 과정 또한 이러한 품질 저하 요인을 제거하는 데 더욱 유용한 것으로 보입니다. 

고정밀 CNC 가공 공장에서는 가공물을 사용하여 완벽한 부품이나 제품을 만들어냅니다. 하지만 공정상의 결함이나 오류로 인해 이러한 작업이 상당한 어려움에 직면하는 경우도 있습니다. CNC 가공 결함이러한 어려움들은 작업자들이 최상의 결과를 얻기 위해 방법을 배우고 개선하는 데 도움이 되었기 때문에 중요했습니다. CNC 가공 결함을 식별하고 분석하는 것은 향후 가공 작업을 개선하는 데 항상 도움이 됩니다.

프로린 테크(Boda Tech)는 중국 최고의 주문형 CNC 가공 전문 기업입니다. 10년 이상의 경험을 바탕으로 가공 결함의 원인과 해결책에 대한 유용한 정보를 제공해 왔습니다. 이 블로그 게시물에서는 CNC 가공 결함, 제품에 미치는 영향, 그리고 이러한 잠재적 문제에 대한 해결책을 포함하여 유익한 정보를 제공합니다. 심층 드로잉 결함. 

 

CNC 가공 결함이란 무엇인가요?

일반적인 기계 가공 결함 목록

CNC 가공 결함은 가공 공정에서 비롯된 최종 제품의 불규칙성 또는 불량을 말합니다. 이러한 결함은 가공물에 흠집, 긁힘 또는 기타 물리적 손상, 치수 부정확성, 불량한 표면 마감, 재료 결함, 절삭 공구 파손, 기계 고장 등의 형태로 나타날 수 있습니다. 이러한 결함은 최종 가공 부품에 치수 부정확성, 표면 품질 저하, 온도 상승 등 여러 문제를 야기할 수 있습니다.

절삭 과정에서 발생하는 가공 결함에는 칩, 채터, 버, 파편, 구성날 등이 있습니다. 이러한 결함은 금속 절삭에서 흔히 발생하는 문제이며, 머시닝 센터, CNC 선반, 자동 선반 등 모든 종류의 공작기계 및 가공 방식에서 발견됩니다. 더 자세한 내용은 다음을 참조하십시오.가공 중 발생하는 채터링 현상

 

일반적인 가공 결함

흔히 발생하는 기계 가공 결함 몇 가지에 대해 이야기해 보겠습니다.

공작물의 과절삭

원인 :

• 공구 휜 현상은 공구 강성이 낮거나, 길이가 길거나, 공구 직경이 작기 때문에 발생합니다.
• 이는 작업자의 실수 또는 식품 취급 부주의 때문일 수 있습니다.
• 절단 여유값이 일관되지 않음 (예: 곡면 측면에는 0.5, 바닥면에는 0.15).
• 절삭 과정에서 흔히 잘못 설정되는 매개변수로는 허용 오차를 너무 좁게 설정하거나 스핀들 속도를 너무 높게 설정하는 경우가 있습니다.

향상된 기능 :

• 공구 선택: 안정성과 강도를 높이려면 크고 짧은 공구를 선택하는 것이 중요합니다.
• 모따기 프로그램: 균일한 여유를 확보하기 위해 모따기 프로그램을 사용하는 것이 좋습니다. 이 프로그램을 통해 측면과 바닥면 모두에서 재료를 균일하게 제거할 수 있습니다.
• 절단 매개변수 조정: 모서리를 둥글게 처리할 때는 여유분을 충분히 두고 신중하게 절단 매개변수를 조정하십시오.
• 기계 속도 조절 기능(SF): 기계의 속도 조절 기능(SF)을 활용해 보십시오. 이 기능을 사용하면 작업자가 절단 작업 속도를 조절하여 더 나은 결과와 정밀도를 얻을 수 있습니다.

중심이 되는 문제들

머신 센터링

원인 :

• 렌즈 중심 맞춤 문제는 작업자 오류 및 수동 렌즈 중심 맞춤으로 인해 발생할 수 있습니다.
• 금형 표면의 버(burr) 또는 고르지 않은 표면 또한 중심 맞춤 문제를 야기합니다.
• 일반적으로 자석식 센터링 로드는 부품 설계의 정확도를 떨어뜨리는 경우가 있습니다.
• 금형의 측면이 수직이 아닌 경우에도 이러한 문제가 발생할 수 있습니다.

향상된 기능 :

• 중심 맞춤을 수동으로 확인하고, 점들의 높이가 동일한지, 그리고 점들이 사용되었는지 확인하십시오. 
• 금형을 청소할 때 충전재나 오일을 사용하여 날카로운 모서리나 가장자리를 제거해 보세요. 
• 두 번째 중심 맞춤 막대를 사용하기 전에 자성을 제거해 보세요. 이를 위해 세라믹 막대와 같은 비자성 재료를 사용할 수 있습니다.
• 금형의 수직도를 확인하십시오: 다이얼 게이지를 사용하여 금형의 수직도를 점검해야 합니다. 큰 편차가 있는 경우, 즉시 기술자에게 문의하여 수정하십시오.

공구 설정 문제

원인 :

• 수동 공구 설정은 기계 작동 중 작업자 오류의 주요 원인 중 하나입니다.
• 공구 고정 방식이 부적절합니다.
• 플라이 커터의 툴팁이 충분히 정확하지 않습니다.
• R형 절단기, 평저형 절단기, 플라이형 절단기의 차이점.

향상된 기능 :

• 일관된 수동 작업: 수동 공구 설정을 반복하고 정확하고 정밀하게 수행하십시오.
• 공구 고정 클램프 청소: 공구를 제자리에 고정하기 전에 에어건이나 헝겜을 사용하여 공구 고정 클램프를 청소하는 것이 좋습니다.
• 정확한 측정: 높은 정밀도를 얻으려면 플라이 커터의 단일 커터 팁을 사용하여 공구 로드 또는 베이스 표면을 측정하십시오.
• 별도 공구 설정 프로그램: R형 커터, 평면형 커터, 플라이 커터 등 다양한 유형의 커터 간의 차이로 인해 발생하는 문제를 해결하기 위해 별도 공구 설정 프로그램을 생성하십시오.

CNC 크래시 – 프로그래밍

원인 :

• 안전 높이가 제대로 설정되지 않으면 급속 이송(G00) 중에 공구가 공작물과 충돌할 수 있습니다.
• 사용된 도구가 프로그램 설명서에 명시된 도구와 일치하지 않습니다.
• 공구 길이(날 길이)가 프로그램 시트의 가공 깊이와 일치하지 않습니다.
• 프로그램 시트에 기재된 Z축 깊이 값이 실제 측정값과 일치하지 않습니다.
• 발생할 수 있는 오류 중 일부는 프로그래밍 중 좌표 설정이 잘못된 경우입니다.

향상된 기능 :

• 안전 높이는 공작물의 가장 높은 지점보다 높게 설정해야 합니다.
• 프로그램 시트에 언급된 도구가 실제로 사용된 도구와 일치하는지 확인하십시오.
• 공구 길이와 날 길이를 정확하게 기록하고 실제 가공 깊이를 측정해야 합니다.
• Z축 측정값을 주의 깊게 확인하고 프로그램 시트에 입력된 값이 정확한지 확인하십시오.

CNC 기계 고장 - 작업자 오류

원인 :

• 공구의 Z축 깊이 설정이 올바르지 않습니다.
• 일부 오류에는 중심 설정 및 작업 번호 오류, 예를 들어 공구 반경을 고려하지 않은 오류 등이 포함됩니다.
• 주사위를 잃어버리거나, 떨어뜨리거나, 굴리는 도중에 주사위를 치워버리는 경우(예: D4 주사위가 필요한데 D10 주사위를 굴리는 경우).
• 잘못된 항목을 선택하는 경우(예: A7.NC 대신 A9.NC를 선택하는 경우).
• 핸드휠 회전 방향이 잘못되었거나, 잘못된 방향으로 돌린 경우입니다. 예를 들어, 수동 급속 급지 시 핸드휠을 잘못 누르는 경우(-X 대신 X 방향으로 누르는 경우)가 있습니다.

향상된 기능 :

• Z축 공구 위치(하단, 상단, 분할면 등)를 매우 신중하게 설정하십시오.
• 또한, 중심 맞춤 및 작동 요구 사항을 확인하십시오.
• 공구를 고정하기 전에 프로그램 시트에 맞춰 공구 정렬을 올바르게 유지하십시오.
• 프로그램은 올바른 순서대로 실행되어야 합니다.
• 기계를 수동으로 조작하는 능력을 향상시키세요.
• Z축을 공작물 위로 올린 다음 수동으로 이동하십시오.

매끄러운 곡선 영역에서의 정확도

원인 :

• 곡면 부분에 거친 표면이 생기는 이유는 다음과 같습니다.
• 공구 각도 및 속도와 같은 절삭 매개변수를 잘못 설정한 경우.
• 오랜 기간 동안 공정 과정에서 무디고 비효율적인 도구를 사용해 온 결과입니다.
• 공구가 돌출되거나 여유 공간이 너무 많으면 문제가 발생합니다.
• 때로는 칩을 제대로 세척하지 않거나 오일을 올바르게 바르지 않는 경우도 있습니다.
• 절단 기계의 설정 방식 또한 절단면의 매끄러움에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 가공물에 버(작은 거친 부분) 형태의 표면 거칠기가 있을 수 있습니다. 더 읽어보기:CNC 황삭 및 정삭

향상된 기능 :

• 곡선이 더 부드러워지도록 절단 매개변수를 설정하는 것이 좋습니다.
• 날카로운 도구를 유지하고, 무뎌지면 교체하십시오.
• 도구는 추가 공간을 줄이기 위해 짧고 최대한 몸에 꼭 맞는 형태로 유지해야 합니다.
• 최상의 결과를 얻으려면 절삭 속도와 사용하는 공구의 종류를 조정하는 것도 중요합니다.
• 칩을 제거하고, 공기를 빼내고, 오일을 올바르게 도포합니다.
• 기계가 매끄러운 곡선을 만들 수 있도록 절삭 방식을 익히도록 하세요.

높은 절삭 압력 관리

높은 절삭 압력은 가공 중 절삭 공구에 가해지는 힘입니다. 이는 공구가 공작물과 접촉하여 재료를 절삭하거나 가공할 때 발생합니다. 이 압력은 공구 형상, 절삭 매개변수, 재료 특성 및 가공 환경에 의해 결정됩니다. 높은 절삭 압력은 공구 마모, 기계 안정성 저하, 에너지 소비 증가 및 공작물 변형과 같은 문제를 야기합니다.

어떻게 대처해야 할까요? 

• 생산성을 유지하면서 압력을 최소화하도록 절삭 속도, 깊이 및 이송 속도를 조정하십시오.
• 절삭유 또는 냉각제를 사용하여 열을 제어하고 공구 마모를 최소화하며 공구 수명을 연장하십시오.
• 절삭력을 줄이고 생산 속도를 높이기 위해 트로코이드 밀링과 같은 새로운 기술을 도입합니다.

표면 마감의 변화 또는 불규칙성

표면 거칠기

CNC 밀링에서 표면 조도를 유지하는 것은 최종 제품의 품질에 매우 중요한 요소이므로 고품질 가공품을 만드는 데 필수적입니다. 그러나 가공 과정 중 여러 요인으로 인해 표면 조도에 변화가 발생할 수 있습니다.

흔히 발생하는 문제 중 하나는 기계나 절삭 공구의 진동으로 인한 채터링 현상입니다. 이는 공구가 무딘 경우 발생할 수 있는데, 이 경우 칩이 제거되기 전에 많은 양의 재료가 절삭되어 표면 조도가 저하됩니다.

또 다른 요인은 사용되는 CNC 밀링 전략의 유형입니다. 공구가 공작물에 강하게 진입하여 천천히 빠져나가는 클라임 밀링은 일반적으로 더 나은 표면 조도를 제공합니다. 그러나 공구가 이송 방향과 반대 방향으로 회전하는 기존 밀링 방식은 가공 표면을 손상시키고 최종 표면 조도에 영향을 미치는 경향이 있습니다.

냉각제의 선택과 사용 또한 가공 과정에 영향을 미칩니다. 적절한 냉각제와 윤활제를 사용하면 과열을 방지하고 표면 품질을 향상시킬 수 있습니다. 반대로 냉각이 불충분하면 공구 마모가 빨라지고 가공물의 표면 마감이 매끄럽지 못하게 됩니다.

다양한 표면 조도 문제를 해결하기 위해서는 절삭 공구를 양호한 상태로 유지하고, 요구되는 표면 조도에 따라 적절한 밀링 기술을 선택하며, 가공 중 냉각수를 올바르게 사용하는 것이 중요합니다. 이러한 조치를 통해 CNC 밀링 작업에서 더욱 우수한 공작물 표면 조도를 얻을 수 있습니다.

공구 마모 또는 자국

금속 균열

CNC 가공에서 공구 자국은 절삭 공구와 공작물 사이의 접촉이 정확하지 않아 가공된 표면에 남는 눈에 보이는 선이나 능선을 말합니다. 이러한 자국은 여러 가지 이유로 발생할 수 있습니다.

• 공구 선택 오류: 높은 절삭 매개변수, 부적절한 공구 선택 또는 재료 사용 불량으로 인해 공구 자국이 발생할 수 있습니다.
• 기계 진동: 기계 내부의 조건 및 설정으로 인해 진동이 발생할 수 있으며, 이로 인해 표면에 자국이 남을 수 있습니다.
• 공구 진입 및 이탈 전략: 가공 과정에서 공구가 공작물과 접촉하는 방식과 이탈하는 방식을 고려하는 것이 중요합니다. 이러한 측면은 가공 후 남는 자국에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

향상된 기능 :

• 절삭 매개변수 최적화: 공구에 가해지는 압력을 줄이고 공구 속도를 더욱 정밀하게 조절하여 남는 자국을 줄이십시오.
• 올바른 도구를 선택하십시오: 표면에 흠집이 쉽게 나지 않도록 적절한 모양과 코팅을 갖춘 도구를 사용하십시오.
• 마무리 작업 수행: 마지막 단계로, 남아 있는 공구 자국을 제거하고 전반적인 표면 마감을 향상시키기 위해 연삭 또는 연마 작업을 진행합니다.

박리 문제

적층 재료는 CNC 가공 중에 박리될 수 있습니다. 즉, 적층된 층들이 표면에서 분리되거나 벗겨질 수 있습니다.

원인:

• 가공 과정에서 높은 절삭력 또는 높은 이송 속도.
• 품질이 떨어지거나 접착력이 더 필요한 적층 재료.
• 도구를 제대로 선택하지 못했거나 무딘 도구를 사용한 경우.
• 적절한 고정이나 지지가 부족하면 진동이나 움직임이 발생할 수 있습니다.

향상된 기능 :

• 절삭력을 최소화하고 적절한 이송 속도를 선택하십시오.
• 접착력이 우수한 적층 재료를 사용하십시오.
• 적층 재료에 적합한 정밀 절삭 공구 및 기기를 선택하십시오.
• 진동과 움직임을 줄이기 위해 적절한 지지대와 고정 장치를 확보하십시오.

 

CNC 가공 기술의 대안 및 각각의 단점

하지만 CNC 가공은 기존 부품 제조 공정보다 훨씬 정확하고 정밀합니다. 사출 성형이나 금속 주조와 같은 다양한 대체 기술이 사용되지만, 이러한 기존 방식은 비용 효율성 덕분에 대량 생산에 널리 사용됩니다. 그러나 이러한 방식에도 단점이 있습니다. 이제 이러한 단점들을 살펴보겠습니다.

몇 가지 예 용접 결함 포함;

• 다공성
• 중복
• 스패터 형성
• 균열
• 언더컷

마찬가지로, 예시 주조 결함 포함;

• 런아웃
• 뒤틀림
• 금속 침투
• 슬래그 포함
• 뜨거운 눈물

또한 사출 성형은 대량 생산에 비용 효율적이지만 위험과 부정확성이 존재합니다. 사출 성형 결함 포함; 

• 짧은 샷
• 진공 공극
• 흐름 선
• 제팅
• 표면 박리
• 싱크 자국 등 

 

주요 요점

• CNC 가공은 모든 전문 분야에서 활용되는 컴퓨터화된 기술입니다. CNC 가공 서비스하지만 항상 100% 정확할 수는 없으며, 오차가 발생할 가능성이 있습니다. 이러한 기계는 공구 마모, 파손, 흠집 발생 등의 결함에 취약하며, 이는 최종 제품의 강도와 품질에 영향을 미칠 수 있습니다.
• 이러한 결과를 제거하거나 수정하려면 최적의 결과를 얻기 위해 적절한 가공 공정, 공구 및 공작물 재료를 고려해야 합니다.
• 공구와 가공 재료 간의 관계를 이해하는 것은 발생할 수 있는 관련 결함을 파악하고, 이를 최소화하여 프로젝트 비용을 절감하는 데 필수적입니다. 
• 또한 CNC 가공에서 부품 품질을 향상시키기 위해서는 기계 효율을 정기적으로 모니터링하고 재조정하는 것이 매우 중요합니다.

 

자주 묻는 질문

Q1. CNC 가공에서 가장 자주 발생하는 문제점은 무엇입니까?

일반적인 결함으로는 표면 거칠기, 공구 마모, 치수 부정확성, 채터 마크 및 불량한 표면 마감이 있습니다.

Q2. CNC 가공 공정에서 결함을 식별하는 방법에는 어떤 것들이 있습니까?

결함을 식별하는 데 사용할 수 있는 몇 가지 방법에는 육안 검사, 적절한 도구를 사용한 치수 측정, 계측 장비를 사용한 표면 거칠기 테스트, 기계 특성 모니터링을 통한 이상 징후 감지 등이 있습니다.

Q3. 예시 레이저 절단 결함. 

CNC 절단은 고품질의 매끄러운 절단면과 정밀한 형상의 부품을 제공하는 데 있어 더 정확하지만, 잠재적인 위험이 존재합니다. 레이저 절단 시 발생하는 결함으로는 절단 폭 편차, 슬래그 발생, 그리고 표면 변형 등이 있습니다.