기술자들이 CNC 기계를 사용할 때 갈구하는 눈에 띄는 요구 사항 중 하나는 순수한 사용 편의성입니다. 즉, 더 깨끗한 절단을 얻고 시간을 절약할 수 있는 기계를 얻을 수 있다면, 그들은 그것을 절대적으로 좋아할 것입니다.
바로 이 부분에서 4축 CNC 가공이 등장합니다. 4축 CNC 가공은 널리 사용되는 3축 가공 방식을 크게 개선하여 작업자가 네 가지 방향이나 각도로 금속 조각을 가공할 수 있도록 합니다. 이 기계와 그 용도에 대해 자세히 알아보려면 계속 읽어보세요.
4축 CNC 가공이란 무엇입니까?
일반적으로 기존 CNC 기계는 세 가지 주요 방향으로 절단합니다.
- 위아래 - 수직으로
- 오른쪽과 왼쪽 - 수평으로
- 앞면과 뒷면 - 수평으로
이 세 방향은 각각 X, Y, Z의 세 가지 기본 기하 축을 설명합니다. 그리고 이는 3축 CNC 가공의 작동 방식을 반영합니다.
이름에서 알 수 있듯이, 이 기술은 3개의 기하 축과 기계 가공 중에 X축을 따라 공작물이 회전할 수 있게 해주는 추가 축인 네 번째 A축을 중심으로 공작물을 이동시키는 것을 포함합니다.
4축 가공의 공정
4축 가공에 관련된 프로세스를 더 폭넓게 이해하면 최대의 결과를 얻는 데 도움이 됩니다. 다음은 작업물의 최종 결과가 우수하도록 하기 위해 수행할 수 있는 다양한 단계입니다.
CAD 설계
이 프로세스에는 컴퓨터나 데스크톱 PC를 사용하여 작업에 대한 건설 레이아웃, 청사진, 차량 구성 요소, 평면도 및 기타 문서의 2D 및 3D 그래픽 표현을 생성하는 과정이 포함됩니다.
모든 필수 기능, 치수, 최종 제품의 모양을 갖춘 제품 프로토타입이 설계된 후, CAD 파일은 G 코드와 같은 기계 언어로 변환되어 4축 CNC 가공을 구현하는 데 사용되는 CNC 기계에 입력됩니다.
CAD는 수동 초안 작성 중에 발생할 수 있는 오류율을 줄이는 데 도움이 됩니다. 또한 고객 및 근로자에게 작업 계획을 제시하고 공유하는 것을 더 쉽게 만들고, 향후 참조를 위한 적절한 보관 및 문서화를 보장합니다.
캠 프로그래밍
CAD로 제품 설계를 완료하고 나면 다음으로 해야 할 일은 CAM(컴퓨터 지원 제조) 소프트웨어를 사용하여 CNC 기계에 대한 지침을 작성하고 툴 경로를 프로그래밍하는 것입니다.
이 지침은 절삭 공구가 작업물을 따라 어떻게 움직이는지 보여주며, 기계가 효율성을 극대화하는 동시에 필요한 것을 정확히 달성하도록 돕습니다. 일반적으로 툴패스는 이송 속도, 툴 선택, 절삭 속도와 같은 다음 매개변수를 사용하여 프로그래밍됩니다.
툴패스가 신중하게 생성되면 직접 수치 제어(DNC)를 통해 작업 현장으로 전달됩니다. 컴퓨터 지원 제조 프로그래밍은 효율성을 최적화하는 것부터 에너지 소비를 줄이고 생산 중 낭비율을 최소화하는 것까지 여러 가지 이점이 있습니다.
또한, 뛰어난 정밀성과 반복성을 갖춘 안전한 제조 방법으로, 제조업체가 고품질을 유지하면서도 대량의 제품을 빠르게 생산하고 작업을 간소화하는 데 도움이 됩니다.
기계 설정
CAM 프로그램을 CNC 기계로 전송한 후 다음 단계는 작업물을 적절한 위치에 놓고 4축 가공에 필요한 다양한 절삭 공구와 고정 장치를 설치하여 기계를 설정하는 것입니다.
금형/기계공작
설정 후 다음 단계는 가공입니다. 여기서 실제 작업이 작업물에 수행됩니다. 여기서 커터는 4축 모두에서 작업물을 가로질러 움직입니다.
가공은 필요할 때 조정 및 재배치가 이루어지도록 엄격한 감독 하에 수행하는 것이 중요합니다. 또한 기계는 설계되어 공급된 툴패스를 따른다는 점을 명심하세요.
마감
가공 후에는 작업물을 언클램프하고 필요한 만큼 우수한지 확인해야 합니다. 천으로 청소하여 본체에 남아 있는 칩을 제거해야 할 수도 있습니다. 주의 깊게 검사한 후 필요한 경우 CNC 기계에 다시 추가하여 최종 작업을 할 수 있습니다. 그렇지 않으면 기계를 청소하고 다음 작업을 준비합니다.
4축 CNC 가공의 종류
작업자가 4축으로 절단할 수 있는 CNC 기계에는 다음과 같은 세 가지 주요 유형이 있습니다.
밀링 머신
4축 밀링 머신의 작동 방식은 커터가 정의된 직경을 중심으로 회전하면서 공작물이 단단히 고정되어 원형 컷을 만드는 것입니다. 이 머신을 사용하면 위치를 변경할 필요 없이 모든 각도에서 공작물에 구멍과 밀링 슬롯을 만들 수 있습니다.
라우터
이러한 기계는 다양한 목공 활동에 널리 사용됩니다. 기계에 입력된 지침으로 인해 가공 과정에서 정확성과 정밀성을 제공합니다.
선반
4축 CNC 선반은 지금까지 살펴본 세 가지 유형 중 가장 널리 사용되는 기계입니다. 실제로 CNC 선반과 밀링 머신 모두 공작물에 원통형 패턴을 구현하는 데 도움이 됩니다.
두 기계의 유일한 차이점은 전자의 경우 공작물이 절삭 공구에 대해 회전하는 반면 후자의 경우 절삭 공구가 공작물에 대해 회전한다는 것입니다. 이 기계를 사용하여 다양한 선삭 작업을 수행할 수 있습니다.
4축 CNC 가공의 장점
이제 기계 가공 공정을 사용하는 다양한 이점을 고려해 보겠습니다.
향상된 기능
복잡한 모양의 부품을 생산할 수 없는 경우, 4축 가공으로 시스템에 A축을 추가하여 가공 능력과 생산성을 향상시킬 수 있었습니다.
효율성 향상
CNC 기계의 가장 중요한 목표 중 하나는 최종 결과를 향상시키는 동시에 절단 공정의 속도를 개선하는 것입니다. 이 가공 공정은 몇 단계로 대량 생산 시간을 단축하기 때문에 매우 빠릅니다.
3축 변형과 비교했을 때, 4축 마스터피스는 더 많은 방향과 각도에서 작업물을 절단할 수 있게 해줍니다. 이는 특히 공정 중에 작업물의 위치를 변경할 필요가 없기 때문에 마무리의 품질에 상당한 영향을 미칩니다.
높은 정밀도
4축 CNC 기계는 매우 정밀해서 작업물의 얇은 층을 매우 높은 정확도로 편안하게 깎을 수 있습니다. 이는 작업물의 전체 두께에서 0.5mm만큼 얇을 수 있어 가공된 부품의 정밀도와 정확도가 더욱 높아집니다.
다재
이 특정 가공 기술은 많은 유용성을 가지고 있으며 재료의 작은 부품이나 매우 큰 부품을 가공하는 데 사용할 수 있습니다. 또한 다양한 재료와 함께 사용할 수 있어 제조 산업에 중요한 기계가 됩니다.
개선 된 표면 마감
가공이 동시에 그리고 조정된 회전 방식으로 이루어지기 때문에 가공된 부품의 표면 마감은 일반적으로 양호합니다. 또한 절삭 공구와 작업물이 매우 가깝기 때문에 표면에 거친 자국이 많이 남지 않습니다.
4축 CNC 가공의 단점
비용이 많이 드는 설치
4축 CNC 기계는 구매 및 설치 비용이 매우 비쌉니다. 특히 소규모 사업체의 경우 더욱 그렇습니다. 이 기계가 제공하는 많은 이점에도 불구하고 이 기계를 구매하려면 몇 달 또는 몇 년의 투자가 필요할 수 있으므로 신생 기업이 업그레이드를 충족하기 어려울 수 있습니다.
숙련된 작업자가 필요합니다
4축 CNC 가공의 주요 한계는 훈련되고 숙련된 작업자만이 기계를 사용하고, 설정하고, 프로그래밍할 수 있다는 것입니다. CNC 기계를 사용하여 수행되는 작업은 일반적으로 자동화되지만 여전히 훈련된 인력의 감독이 필요합니다. 그러나 이로 인해 생산 비용이 증가합니다.
기하학에 의해 제한됨
끊임없이 진화하는 기술 환경에서는 창의적인 혁신을 위한 여지가 더 많은 듯합니다. 일부 가공 공정에서 빈틈이 생기는 경향이 있을 때, 새로운 제품이나 시스템이 시장에 출시됩니다.
예를 들어, 많은 이점이 있는 3축 기계는 모든 각도에서 매우 복잡한 모양을 형성하는 데 사용할 수 없기 때문에 여전히 몇 가지 제한이 있었습니다. 그래서 4축 기계가 도입되었습니다.
그러나 4축 기계로 처리할 수 없는 특정 각도나 복잡한 기하학적 형상이 여전히 있는데, 이런 경우 5축 CNC 기계를 번갈아 사용할 수 있습니다.
4축 CNC 가공의 응용
우주항공
이는 터빈 블레이드, 엔진 부품, 다양한 구조 부품 등 비행기의 복잡한 부품을 최대 정밀도와 정확도로 제조하는 데 사용됩니다.
자동차
주로 이상한 각도에서 복잡한 기하학적 모양을 제조할 수 있는 능력 때문에 사용됩니다. 엔진 구성 요소, 차량 차체 부품 및 변속기 구성 요소를 만드는 데 사용됩니다.
전자
또한, 높은 정밀도가 요구되는 회로 기판, 케이스 및 기타 부품을 생산하는 전기 산업에서도 사용됩니다.
석유 및 가스 산업
극한의 조건을 견딜 수 있는 고성능 부품은 석유 및 가스 산업에서 주로 요구되며, 4축 CNC 기계는 견고하고 내구성이 뛰어나며 고품질의 부품을 제조하는 데 적합한 도구입니다.
포장 산업
CNC 가공은 포장 기계용 고정밀 부품을 생산할 수 있는 능력으로 인해 포장 산업에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 당사의 CNC 서비스는 금속과 플라스틱의 정밀 가공을 포함할 뿐만 아니라 제조를 위한 완전 자동화된 기계를 포함한 맞춤형 솔루션도 제공합니다. 고품질 부직포 가방. 이 기계는 부직포 가방이 최대 효율성과 최고 품질로 생산되도록 보장하여 증가하는 수요를 충족합니다.
3축과 4축 CNC 가공 비교: 주요 차이점
둘 다 기능면에서 유사하지만, 역량, 효율성, 응용 분야면에서 다릅니다.
3축 기계는 회전할 필요가 없지만 XNUMX축을 따라 작동할 수 있는 구성 요소를 가공하는 데 더 적합합니다. 또한 간단한 기하학적 형상과 평평한 표면 밀링을 가공하는 데에도 사용됩니다.
앞에서 설명한 대로, 4축 로봇과 비슷하며, 유일한 차이점은 후자가 A축이라고 알려진 추가 방향에서 작업을 수행한다는 점이며 복잡한 작업에 더 선호됩니다.
또한 4축 가공에서는 척이나 묘비 고정 블록이 공작물을 장착하는 데 사용되는 반면, 3축 기계에는 플랫 블록이 사용됩니다.
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맺음말
4축 CNC 가공은 복잡한 부품을 제조할 수 있게 해줍니다. 이는 기존의 3축 가공으로는 효율적으로 처리할 수 없는 업적입니다. 워크플로를 최적화하고 생산 속도를 개선하여 기업에 경쟁 우위를 제공합니다.
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