CNC 가공 밀링: 부품이 사양에 맞게 배송되는지 여부를 결정하는 공구 경로 전략, 재료 매개변수 및 고정 결정
주머니 깊이는 18mm입니다. 너비는 4mm입니다. 긴 쪽의 벽은 1.1mm입니다. 재료는 7075-T651입니다. 귀하의 DFM 검토에는 "슬롯 비율에는 피드 감소와 패스 증가가 필요합니다. 벽 형상이 기능적으로 제한되어 있는지 검토하는 것이 좋습니다."라는 한 가지 플래그가 포함되어 있습니다.
그 깃발은 당신이 그것을 밀어붙이기 전에 이해할 가치가 있습니다. 4mm 너비는 호출한 코너 반경을 유지하기 위해 최대 엔드밀 직경이 3.2mm가 되도록 합니다. 18mm 깊이의 3.2mm 엔드밀은 5.6:1의 길이-대-직경 비율로 작동됩니다. 이 비율에서 공구는 측면 하중에 따라 편향되고- 편향은 균일하지 않습니다. - 포켓 상단보다 포켓 하단에서 더 커서 테이퍼진 벽이 생성됩니다. 테이퍼는 평행도 허용 범위 내에 있을 수 있습니다. 그렇지 않을 수도 있습니다. 어느 쪽이든 편향을 제어하려면 이송 속도를 떨어뜨려야 하므로 사이클 시간이 두 배로 늘어납니다.
이것이 기하학-프로세스 관계입니다.CNC 가공 밀링결정이 켜집니다. 기계가 - - 기능에 도달할 수 있는지 여부가 아니라 도구 경로 전략, 도구 선택 및 고정 장치가 부품을 제조 가능하게 만드는 비용으로 콜아웃을 유지할 수 있는지 여부입니다.
공구 경로 전략: 트로코이드 밀링이 기존 슬로팅보다 뛰어난 경우
CNC 밀링 트로코이드 대 기존 공구 경로추상적인 최적화 질문이 아닙니다. 피처 지오메트리와 재료를 기반으로 구체적인 답이 있습니다.
기존의 슬롯 가공 -은 전체 폭의 엔드밀을-포켓에 넣고 이송 -하여 공구가 공작물과 지속적으로 접촉하도록 유지합니다. 적당한 깊이의 알루미늄에서는 이것이 작동합니다. 문제는 슬롯이 커터 직경의 1.5배보다 좁거나 깊이-대-폭 비율이 3:1을 초과할 때 시작됩니다. 이 시점에서 칩 배출 성능이 저하되고 절삭 열이 슬롯 하단에 집중되며 해당 오버행 길이에서 공구의 강성에 비해 반경 방향 맞물림이 너무 높기 때문에 공구가 휘게 됩니다.
슬롯 폭 -에 관계없이 반경 방향 맞물림을 커터 직경의 10-20%로 제한하는 트로코이드 밀링 - 원호 공구 경로는 세 가지 문제를 동시에 해결합니다. 맞물림 호가 일정하게 유지되므로 날당 칩 부하가 일정하게 유지됩니다. 공구가 호마다 절단부를 빠져나가기 때문에 열이 빠져나갑니다. 반경 방향 힘이 기존 슬로팅 케이스의 일부이기 때문에 처짐이 떨어집니다. 트레이드오프는-도구 경로 길이입니다. 트로코이드 프로그램은 동일한 볼륨을 제거하기 위해 더 많은 거리를 이동합니다. 그러나 7075-T651에서 트로코이달은 단일 작업으로 슬롯의 전체 깊이에서 전체 깊이 패스를 허용합니다. 기존 슬로팅에서는 여러 깊이 증분과 30~40% 더 낮은 피드가 필요합니다.
실용적인 교차점: 슬롯 깊이-대-너비 비율이 2.5:1을 초과하거나 슬롯 너비가 커터 직경의 1.0배에서 1.5배 사이인 경우 트로코이드를 사용합니다. 알루미늄 열린 슬롯의 깊이-~-폭이 2.5:1 미만인 경우 기존 도구 경로가 더 빠릅니다. 그 위에 트로코이달은 사이클 시간을 절약하고 더 나은 벽 품질을 생성합니다. - 이는 슬롯 벽에 평행성 또는 직진성 콜아웃이 있는 경우 중요합니다.
플런지 밀링(插铣)은 세 번째 옵션이며 구체적인 사용 사례가 있습니다. 즉, 벽 품질이 아닌 재료 제거율이 주요 제약인 깊은 캐비티에 대한 대규모{0}}황삭 가공입니다. 플런지 밀링은 반경 방향이 아닌 축 방향으로 절삭력을 전달하므로 공구가 편향 없이 훨씬 더 깊은 깊이를 처리할 수 있습니다. 표면 조도가 좋지 않아 마무리 패스가 필요하지만 황삭 작업에서 부피의 80%를 제거하는 7075-T651의 30mm{4}}깊이 하우징 포켓의 경우 플런지 밀링을 사용하면 트로코이드에 비해 황삭 시간이 35~50% 단축됩니다. 결정 규칙: 깊은 부분에 벽 품질이 필요한 경우 트로코이드입니다. 넓고 깊은 캐비티에서 재료 제거율이 필요하고 어쨌든 정삭 밀링할 예정이라면 뛰어들십시오.
재료-특정 밀링 매개변수: 생산에서 실제로 실행되는 것
아래 표는 생산 매개변수를 반영합니다.CNC 밀링 공정 매개변수 알루미늄우리가 정기적으로 사용하는 기타 자료CNC 가공 밀링운영. 이는 카탈로그 값이 아닙니다. - 이는 당사가 스핀들 관통 절삭유를 사용하여 잘 관리된-5축 및 3축 머시닝 센터에 사용하는 값을 반영합니다.
| 재료 | 절삭속도(m/min) | 날당 이송(mm) | 방사형 DOC - 황삭 | 방사형 DOC - 마무리 | 절삭유 전략 |
|---|---|---|---|---|---|
| 6061-T6 | 400–600 | 0.05–0.12 | 40~60% DC | 5~10% DC | 홍수 또는 안개; 깊은 주머니용 압축 공기 |
| 7075-T651 | 350–500 | 0.05–0.10 | 30~50% DC | 5~8%DC | 홍수; 개방형 피처에서는 미스트가 허용됩니다. |
| Ti-6Al-4V | 50–80 | 0.05–0.10 | 10~20% Dc(트로코이드) | 3~5% DC | 관통-스핀들 HPC 70 bar 이상 필수 |
| 303 스테인레스 | 80–120 | 0.04–0.08 | 20~30% DC | 5~8%DC | 홍수; 건식 절단을 피하십시오 |
| 316L 스테인레스 | 60–100 | 0.03–0.07 | 15~25% DC | 3~5% DC | 고압-홍수; 일이-빠르게 굳어진다 |
| 인코넬 718 | 25–45 | 0.03–0.06 | 5~10% DC | 2~3% DC | -스핀들 HPC를 통해; 황삭용 세라믹 툴링 |
| POM(델린) | 200–400 | 0.05–0.15 | 30~50% DC | 10~15% DC | 압축공기; 홍수 냉각수를 피하십시오 |
| 몰래 엿보다 | 150–300 | 0.04–0.10 | 20~40%DC | 5~10% DC | 압축공기; 칩 배출을 신중하게 관리하십시오. |
DC=커터 직경. 매개변수는 알루미늄과 플라스틱에 날카롭고 코팅되지 않은 탄화물이 있다고 가정합니다. 강철 및 티타늄에 TiAlN-코팅; 인코넬 황삭에 세라믹.
카탈로그 데이터에는 거의 나타나지 않지만 생산에 중요한 매개변수 중 하나는 스핀들 속도와 얇은 벽 형상의 부품 고유 진동수 간의 관계입니다-. 0.8mm 알루미늄 벽을 높은 스핀들 속도로 밀링할 때 벽이 깨지거나 떨림 자국이 나타나는 경우 수정 속도가 항상 느려지는 것은 아닙니다. 때로는 속도를 늦추면 스핀들이 벽 진동 모드의 고조파 주파수에 놓이게 됩니다. 스핀들 속도를 ±15% - 어느 방향으로든 - 변경하면 이송 속도를 변경하는 것보다 더 빠르게 채터링을 제거할 수 있습니다. 이것은 이론이 아닙니다. 이는 프로그램 중간에 잡담이 나타날 때 얇은-벽 알루미늄 하우징에 적용되는 조정입니다.-
고정 논리: 평탄도와 위치 정확도를 결정하는 설정 결정
CNC 가공 밀링복잡한 부품의 공차는 기계의 위치 정확도에 의해 제한되지 않습니다. - 최신 머시닝 센터는 제어된 조건에서 ±0.003mm 위치 반복성을 유지합니다. 생산 시 달성 가능한 공차를 제한하는 것은 고정 장치입니다. 즉, 부품이 얼마나 견고하게 고정되어 있는지, 데이텀 표면이 얼마나 일관되게 접촉하는지, 클램핑 힘으로 인해 클램핑 해제 후 해제되는 편향이 발생하는지 여부가 있습니다.
여러 면에 가공된 기능이 있는 프리즘형 부품의 경우 고정 순서는 고정 방법만큼 중요합니다. 첫 번째 설정에서는 모든 후속 작업을 위해 부품을 찾을 면인 데이텀 표면 -을 가공해야 합니다. 데이텀 서피스가 다운스트림 피쳐에 필요한 공차 내에서 평평하지 않고 서로 평행하지 않은 경우 모든 후속 설정은 해당 오류를 상속합니다.
우리가 가장 자주 볼 수 있는 특정 고정 장치 실패 모드CNC 밀링첫 번째 기사의 작업: 이전 작업에서 가공된 데이텀 면의 클램프 마크. 클램프가 완성된 표면에 직접 닿을 때 국부적인 접촉 응력으로 인해 표면이 탄력적으로 변형됩니다. - 고정 해제 후 부품이 튀어 오릅니다. 그러나 절단 중 변형은 해당 설정에서 가공되는 형상이 변위된 데이텀에 대해 배치되었음을 의미합니다. 그 결과 기계 오류처럼 보이지만 실제로는 고정 오류인 위치 오류가 발생합니다. 해결 방법은 완성된 데이텀 면이 아닌 스톡, 원시 표면 또는 사전 가공된 희생 패드를 고정하는 것입니다.-
모든 면이 작동하는 부품의 경우 - 클램핑에 사용할 수 있는 원시 표면이 없음 - 부품의 프로파일에 가공된 소프트 조, 기본 데이텀 면에 진공 고정 장치 또는 부품 본체에 가공된 스레드 인서트가 있는 하위-플레이트 등의 옵션이 있습니다. 각 접근 방식에는 비용이 듭니다. 그들 중 누구도 무료가 아닙니다. 올바른 선택은 배치 크기와 허용 오차 요구 사항에 따라 달라집니다.
표면 마감: 공차를 초과하지 않고 Ra를 지정하는 방법-
CNC 밀링 표면 마감 Ra 사양가공 부품에서 가장 일반적으로 과도하게 조여지는 콜아웃입니다.- Ra 0.8μm는 제어된 마무리 밀링 패스를 통해 달성할 수 있으며 대부분의 결합면, 밀봉 홈 및 일반 엔지니어링 표면에 적합합니다. Ra 0.4μm을 지정하면 감소된 이송에서 전용 마무리 패스가 추가됩니다. Ra 0.2μm 이상을 지정하려면 밀링 외에 랩핑이나 정밀 연삭 작업이 필요합니다. - 별도의 비용과 리드 타임에 영향을 미치는 별도의 프로세스가 필요합니다.
밀링 작업의 Ra 값은 방향성이 있습니다. 피드 마크가 피드 방향을 따라 방향이 지정되기 때문에 표면은 피드 방향에 평행한 것보다 피드 방향에 수직인 경우 더 매끄러워집니다. 부품에 개스킷과 접촉하는 밀봉면이 있는 경우 관련 Ra는 공급 방향을 따라가 아니라 공급 방향을 가로지릅니다. CMM-에서 Ra 값을 의미 있게 보고하려면 측정 방향이 도면에 지정되거나 매장에서 확인되어야 하는 기능적 접촉 방향-과 일치해야 합니다.
| 라 타겟 | 달성 가능한 프로세스 | Ra 3.2μm에 비해 일반적인 이송 속도 감소 | 메모 |
|---|---|---|---|
| 라 3.2μm | 표준 마무리 패스 | -(기준) | 일반 비결합 표면- |
| 라 1.6μm | 마무리 패스, 제어된 매개변수 | 20~30% 감소 | 대부분의 엔지니어링 결합면 |
| 라 0.8μm | 전용 마무리 패스, 날카로운 툴링 | 40~50% 감소 | 밀봉면, 광학 장착, 슬라이딩 핏 |
| 라 0.4μm | 느린 피니시 패스 또는 플라이{0}}컷 | 60~70% 감소 | 고정밀 밀봉, CMM 데이텀- |
| 라 0.2μm | 그라인딩 또는 랩핑 필요 | 밀링만으로는 달성할 수 없음 | 거울-품질의 광학 또는 밀봉 표면 |
| 라 0.02μm | 정밀 랩핑, MID 성능 한도 | 전문 마무리 작업 | 초정밀 계측 표면- |
알루미늄의 Ra 판독값에 영향을 미치는 한 가지 세부 사항은 절삭 인서트의 노즈 반경 또는 엔드밀 엔드 형상입니다. 마무리 도구의 코너 반경이 클수록 스캘럽 높이 -인접 패스 사이에 남겨진 피크 -가 더 낮기 때문에 동일한 이송 속도에서 더 부드러운 표면이 생성됩니다. 윤곽이 있는 표면을 마무리하는 볼-노즈 엔드밀의 경우 Ra는 스텝-오버의 제곱을 볼 반경으로 나눈 값에 정비례합니다. 단계를 절반으로 줄이면-가리비 높이가 4배 감소합니다. 이것이 바로 알루미늄 하우징의 윤곽이 있는 표면 마감이 동일한 Ra 사양의 평면 마감보다 시간이 더 오래 걸리는 이유입니다.
MID의 밀링 능력과 DFM 공정
우리의CNC 가공 밀링프로그램은 특징 유형에 따라 선택된 공구 경로 전략(깊고 좁은 슬롯을 위한 트로코이드, 대용량 캐비티를 위한 플런지 황삭, 복합 윤곽 표면을 위한 동시 5축)을 사용하여 3-축 및 5{3}}축 머시닝 센터에서 실행됩니다. 모든 작업에 단일 도구 경로 템플릿을 적용하지 않습니다. 전략은 STEP 파일별로, 작업별로 작성됩니다.
을 위한CNC 밀링알루미늄 이외의 재료 - 티타늄, 스테인레스, 인코넬, PEEK - 공정 계획에는 공구 교환 간격,-공정 측정 지점 및 마무리 공정 전 열 안정화 요구 사항이 포함됩니다. 을 위한정밀 가공 부품공차가 ±0.01mm보다 작은 경우 검사 계획은 첫 번째 부품을 절단한 후가 아니라 절단하기 전에 작성됩니다.
귀하의 STEP 파일을 당사로 보내주십시오. 프로세스 엔지니어링 팀서면 DFM 검토를 위해 프로그램이 인용되기 전에 형상 충돌, 도구 액세스 문제 및 공차 위험을 표시합니다. - 24시간 이내에 반환되며 약정이 필요하지 않습니다. 부적합을 생성하는 다른 곳에서 이미 생산 중인 부품의 경우-기존 공정 계획을 검토하고 근본 원인을 식별할 수 있습니다. bishenprecision.com에서 시작하세요.
FAQ
작은 공구 작업과 긴 사이클 시간을 피하기 위해 깊은 밀링 포켓에 어떤 코너 반경을 지정해야 합니까?-
포켓 깊이 D의 경우 최소 내부 코너 반경 D/4 -를 지정하고 설계가 허용하는 경우 D/3으로 이동합니다. 15mm-깊이 포켓의 경우 최소 R3.75입니다. R5가 더 좋습니다. 코너 반경은 이를 가공할 수 있는 가장 작은 공구의 반경과 같습니다. 작은 공구는 더 느리게 작동하고, 더 많이 휘어지고, 더 자주 부러집니다. 특히 절삭력이 큰 재료에서는 더욱 그렇습니다. 15mm 포켓의 R2 코너는 감소된 매개변수에서 4mm 엔드밀을 강제로 사용하므로 - 해당 코너에만 사이클 시간이 25~40% 추가됩니다. 모서리 형상에 기능적 제약이 없는 경우 반경을 R5로 늘리면 도면에 비용이 전혀 들지 않으며 작은 도구 문제가 완전히 제거됩니다.-
연삭 작업 없이 150mm 알루미늄 표면에서 ±0.005mm를 유지할 수 있습니까?
평탄도 설명에서는 측정 전 피니시 플라이-컷 패스와 열 안정화를 통해 예 -합니다. 두 면 사이의 평행도 설명선에서 예 -입니다. 두 면이 동일한 데이텀의 동일한 설정으로 가공되어 평행도가 다시 고정되는 것이 아니라 기계의 축 형상에 의해 설정됩니다.- 150mm 전체에 걸쳐 ±0.005mm의 두께 설명에서 답은 가공 전 소재의 평탄도와 측정 시 열 상태에 따라 달라집니다. 알루미늄은 1도당 100mm당 23μm 팽창합니다. - 기준 온도보다 2도 높게 측정된 150mm 부품은 실제보다 0.007mm 더 두껍습니다. 가공이 가능합니다. 측정 조건에서는 ±0.005mm를 일관되게 확인하기가 어려워집니다.
복잡한 부품의 경우 언제 3축 밀링에서 5축 밀링으로 전환해야 합니까?
기능 세트가 3-축 기계에서 2개 이상의 설정을 필요로 하고 해당 설정에 -완성 또는 반{4}}완성 데이텀 표면의 재고정이 포함되는 경우. 모든 리{5}}픽스처에는 픽스처 설계 및 반복성에 따라 일반적으로 0.005~0.015mm의 데이텀-전송 오류-가 발생합니다. 서로 다른 면의 특징 사이에 ±0.01mm의 위치 공차가 있는 부품에서는 세 개의 재{13}}고정 장치가 스핀들이 시작되기 전에 공차 예산을 위협할 만큼 충분한 오류를 축적합니다. 5개{14}}축 동시 가공은 단일 설정으로 복합-각 특성에 도달하여 리{15}}고정물을 제거합니다. 5-축의 비용 프리미엄(일반적으로 3축보다 시간당 요금이 25~40% 더 높음)은 설정 시간에 복구되는 경우가 많으며 형상에 4개 이상의 3축 설정이 필요한 부품의 스크랩이 줄어듭니다.
밀링된 표면이 얇은 벽의 알루미늄 부품에 떨림 자국을 보일 때 올바른 접근 방식은 무엇인가요?-
첫째, 고정물을 배제합니다. 채터링이 클램프 위치에 인접한 형상에만 나타나는지 확인합니다. 이는 클램프가 도구가 아닌 부품의 공진을 자극한다는 것을 의미합니다. 채터링이 표면 전체에 걸쳐 균일하다면 문제는 도구-가공물의 역학입니다. 이송 속도를 변경하기 전에 스핀들 속도를 ±10~15% 변경해 보십시오. - 벽의 공진 주파수를 피하는 속도로 스핀들을 두는 것이 이송을 줄이는 것보다 빠른 경우가 많습니다. 채터링이 계속되면 마감 도구의 홈 수를 늘려(이 용도에서는 알루미늄의 홈 2-대신 4개) 절단 영역의 댐핑을 높입니다. 이들 중 어느 것도 작동하지 않으면 벽에 추가 고정 장치 지원(백킹 고정 장치 또는 얇은 벽 마감 패스 전에 포켓이 왁스로 채워지는 충진 캐비티 접근 방식)이 필요합니다.
