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빼기 프로세스는 설계 청사진이 견고한 부품으로 변형되는 제조 세계에서 중심적이고 필수적인 역할을합니다. 그들은 정밀한 "조각 나이프"역할을하며, 금속, 플라스틱 및 기타 원료에 정확한 모양, 크기 및 표면 특성을 제공하기 위해 체계적으로 재료를 제거합니다. 기계 건물의 세계를 처음 사용하든, 생산을 최적화하려는 숙련 된 엔지니어이든, 회전, 밀링, 드릴링, 갈기, 지루함, 브로치, 톱질, EDM 및 레이저 절단에 대한 심도있는 이해가 필수적입니다. EDM 및 레이저 절단은 핵심 제조 기능의 초석 및 최적의 생산 경로 인 9 가지 기본 및 중요한 프로세스입니다. 현대 산업의 얼굴을 형성 한 이러한 프로세스 블레이드를 살펴보고 원칙, 혜택 및 응용 분야에 대해 배우겠습니다.
선회
1. 핵심 정의
회전은 공작물이 회전하는 가공 과정입니다.고정 도구는 주로 회전 부품 가공 (원통형, 원뿔, 끝면, 실 등)을 가공하는 데 사용됩니다.
2. 일반적인 응용 프로그램 시나리오
자동차 산업 : 드라이브 샤프트, 피스톤, 휠 허브 등과 같은 로타리 부품 등.
기계 제조 : 공작 기계 스핀들, 나사, 베어링 링
에너지 산업 : 터빈 샤프트, 유압 실린더 배럴
항공 우주 : 엔진 샤프트, 랜딩 기어 부품
3. 핵심 장점
- 고효율 : 대량 생산에 적합한 단일 클램핑은 여러 프로세스 (예 : 원통형, 끝면, 그루브, 스레딩)를 완료 할 수 있습니다.
- 높은 정확도 : IT6 등급 (공차 ± 0.01mm), RA 0.4-1.6μm까지의 정밀도.
- 저렴한 비용 : 밀링/그라인딩과 비교하여 회전 도구 비용은 낮아서 경제 가공에 적합합니다.
- 적응 가능 : 금속 (강철, 알루미늄, 티타늄), 플라스틱, 복합 재료 등을 처리 할 수 있습니다.
4. 분류 전환
| 분류 | 유형 | 특징 |
|---|---|---|
| 처리 기능 | 외부 회전 | 샤프트 부품의 외부 표면 처리 |
| 내부 회전 (지루함) | 가공 슬리브 및 실린더 보어 | |
| 얼굴 회전 | 공작물의 끝면 (평면)을 처리합니다 | |
| 스레드 회전 | 볼트 및 나사와 같은 스레드 가공 | |
| 자동화 수준 | 평범한 선반 | 작은 배치에 적합한 수동 작동 |
| CNC 선반 | 대량 생산에 적합한 높은 정밀, 자동화 | |
| 회전 및 밀링 센터 | 클램핑 오류를 줄이기위한 통합 회전 + 밀링 |
5. 주요 프로세스 매개 변수
절단 속도 (VC) : 카바이드 공구 스틸 부품 회전 강철 부품 보통 100-300m/min
피드 (F) : 거친 회전 0.2-0.4mm/r, 미세 회전 0.05-0.1mm/r
깊이 (AP) : 거친 회전 1-5mm, 마무리 0.1-0.5mm
6. 개발 동향
고속 회전 (HST) : 스핀들 속도 10,000-20,000rpm의 효율성 향상
하드 회전 : 연삭, 강화 강철의 직접 가공 (HRC 60+)의 대안
지능형 회전 : 통합 AI 도구 마모 모니터링 (예 : Sandvik Coroplus®)
예 : 자동차 구동 장치는 거친 (IT10, RA 3.2μm)로 CNC로 돌린 다음 조각 당 약 5 분의 가공 시간으로 마무리 (IT7, RA 0.8μm)로 전통적인 연삭에 비해 30% 증가합니다.
갈기
밀링은 절단을위한 제조 공정입니다평평한 표면, 곡선 표면, 그루브 및 기타 기능의 정밀 가공에 널리 사용되는 다중 플루트 도구를 회전시켜 워크 피스 가공. 다음은 주요 요점에 대한 설명입니다.
(1) 핵심 정의
회전하는 다중 플루트 도구 (밀링 커터)를 사용하여 공작물을 치아로 자르고 공구와 공작물의 상대 운동을 통해 재료를 제거하고 평평한 표면, 곡선 표면, 기어, 스레드 및 기타 복잡한 기하학적 형태를 가공 할 수 있습니다. 회전하는 것과 달리 공작물이 일반적으로 고정되거나 피드 움직임 인 동안 공구가 회전합니다.
(2) 일반적인 응용 프로그램 시나리오
소비자 전자 장치 :CNC 정밀 가공높은 표면 품질 (RA 0.8μm 이하)이 필요한 휴대 전화 용 금속 하우징.
곰팡이 및 다이 제조 : 캐비티의 표면 가공 (예 : 사출 금형, 다이 주조 금형), 다축에 의존 동시 밀링
항공 우주 : 항공기 구조 부품의 효율적인 밀링 (티타늄 윙 빔)
자동차 산업: 엔진 블록 표면 밀링, 기어 박스 기어 처리
3. 정밀도 및 표면 품질
치수 정확도 : IT7-IT10 등급 (약 ± 0.015mm, IT10 약 ± 0.1mm)
표면 거칠기: RA 0.8-3.2μm, 고속 정밀 밀링까지 최대 0.4μm
영향 요인 : 도구 런아웃 (<0.005mm), 기계 강성, 절단 매개 변수 최적화
4. 프로세스 세분 유형
| 분류 | 유형 예제 | 특징 |
|---|---|---|
| 표면 특징 | 비행기 밀링 | 페이스 밀링 커터, 고효율을 사용하십시오 |
| 윤곽 밀링 | 복잡한 형태의 프로파일 링 | |
| 피드 방향 | 등반 밀링 | 좋은 표면 품질, 긴 도구 수명 |
| 기존의 밀링 | 안정된 절단, 단단한 재료에 적합합니다 | |
| 도구 이동 | 3 축 밀링 | 기본 처리, 저렴한 비용 |
| 5 축 링키지 밀링 | 임펠러와 같은 복잡한 표면을 처리 할 수 있습니다 |
5. 주요 기술 매개 변수
절단 속도 (VC) :탄화물 도구 가공 알루미늄 합금최대 300-800m/분
치아 당 사료 (FZ) : 보통 0.01-0.05mm/치아 마무리
축 방향 깊이 (AP) : 5-10%의 도구 직경을 거칠 으면 0.1-0.5mm 마감
6. 산업 동향
고속 밀링(HSM) : 스핀들 속도 20,000-60,000rpm, 효율성이 3-5 배 증가
마이크로 밀링 : 정밀 의료 기기의 경우 공구 직경 <0.1mm
스마트 가공 : 통합 힘 센서 모니터 모니터 도구 마모 (예 : Marposs 시스템)
사례 : iPhone 14 Pro의 티타늄 센터 프레임은5 축 CNC 밀링, 거친 밀링 (IT10), 반 마감 밀링 (IT9) 및 마감 밀링 (IT7)의 세 가지 프로세스를 거치고 궁극적으로 약 25 분의 단일 피스 가공 시간으로 RA 0.6μm의 미러와 같은 표면을 실현합니다.
교련
1. 핵심 정의 및 프로세스 특성
드릴링은 회전 절단 도구를 사용하는 제조 공정입니다.(비틀기, 스텝 드릴 등) 단단한 재료에 원형 구멍을 가공하려면. 빼기 과정입니다. 핵심 특성은 다음과 같습니다.
축 절단 : 주요 절단력은 드릴 축을 따라 있습니다.
제한된 칩 제거 : 칩을 드릴 홈을 통해 방전해야하므로 막기가 쉽습니다.
어려운 열 소산 : 열의 약 50%가 칩에 의해 제거되고 나머지는 공작물/도구로 옮겨집니다.
2. 일반적인 산업 응용 분야
| 산업 | 신청 사례 | 특별 요구 사항 |
|---|---|---|
| 자동차 제조 | 엔진 실린더 오일 홀 (φ3-10mm) | 깊은 구멍 (l/d = 15-20) 높은 직선 |
| 전자 산업 | PCB 마이크로 구멍 (φ0.1-0.3mm) | 구멍 직경 공차 ± 0.01mm |
| 항공 우주 | 항공기 윙 스파 체중 감소 구멍 (φ5-20mm) | 티타늄 합금 처리, 버 요구 사항 없음 |
| 에너지 장비 | 원자력 주 파이프 냉각 구멍 (φ50-100mm) | 스테인레스 스틸 딥 홀 가공 |
3. 주요 기술 제한 및 획기적인 프로그램
제한 사항 :
깊이 대 기준 비율에 대한 제한 : 종래의 트위스트 드릴 L/D ≤ 10 (한계를 초과하면 툴의 진동을 초래할 수 있습니다)
홀 품질 결함 : 출구 버 (Burr), 홀 벽 채터 마크 (채터 마크)
공구 마모 : 크로스 블레이드 마모로 인한 중심이 나빠집니다
고급 솔루션 :
딥 홀 가공 기술 :
건 드릴링 (L/D ≤ 100) : 단일 최첨단, 고압 오일 냉각 (7-20 MPa)이있는 비대칭 설계
BTA 드릴링 (L/D≤250) : 케이싱 타입 칩 제거, 가공 효율이 3 배 증가했습니다.
마이크로 홀 처리 기술 :
레이저 드릴링 (φ0.01-0.5mm) : PCB 통계 (Co₂ 레이저) 용.
EDM 드릴링 (φ0.3-3mm) : 탄화물 금형의 냉각 구멍
4. 드릴링 프로세스 매개 변수의 최적화
| 매개 변수 | 일반 드릴링 | 고속 드릴링 | 마이크로 드릴링 |
|---|---|---|---|
| 절단 속도 VC | 20-50m/분 (HSS) | 80-150m/분 (카바이드) | 30-60m/분 (카바이드) |
| 혁명 당 사료 f | 0.1-0.3mm/r | 0.05-0.15mm/r | 0.01-0.05mm/r |
| 냉각 방법 | 외부 냉각 (에멀젼) | 내부 냉각 (8mpa) | 미스트 냉각 (MQL) |
5. 정밀성 및 품질 개선 기술
안내 기술 :
드릴 슬리브 안내 (위치 정확도 ± 0.02mm)
레이저 도구 설정 시스템 (사전 위치 오류 <0.005mm)
후 처리 프로세스 :
리밍 (IT7 등급, RA 0.8μm)
압출 호닝 (디버 링, RA 개선 50%)
이 프로세스는 매우 깊은 구멍 (L/D ＞ 300), 나노 스케일 마이크로 포어 및 지능형 적응성 처리로 발전하고 있으며 새로운 에너지 배터리 폴 조각 처리, 칩 포장 및 기타 필드에서 획기적인 응용 프로그램이 있습니다.
연마
1. 핵심 정의 및 프로세스 특성
그라인딩(연마 그릿 + 본드) 워크 피스에 마이크로 컷을 만들기위한 핵심 특성에는 다음이 포함됩니다.
멀티 플루트 절단 : 각 그릿은 마이크로 절단 가장자리와 동일합니다 (그릿 크기 #80- #3000)
컷 깊이 : 단일 그릿으로 0.1-10 μm 컷 깊이.
콜드 절단 : 열의 60%가 칩에 의해 운반됩니다 (회전하는 것보다 더 나은 열 소산).
2. 일반적인 산업 응용 분야
| 응용 프로그램 필드 | 일반적인 경우 | 핵심 지표 |
|---|---|---|
| 정밀 베어링 | 베어링 레이스 웨이 그라인딩 (HRC62) | 둥근 ≤ 0.5μm, RA 0.05μm |
| 의료 장비 | 수술 블레이드 거울 연삭 | 블레이드 반경 ≤ 0.01μm, 버 가지 |
| 광학 구성 요소 | 유리 렌즈 곡면 표면 형성 분쇄 | 표면 모양 정확도 λ/4 (λ = 632.8nm) |
| 항공 우주 | 터빈 블레이드 테논 그루브 정밀 연삭 | 프로파일 공차 ± 0.003mm |
3. 연삭 프로세스 분류
| 분류 차원 | 프로세스 유형 | 특징 |
|---|---|---|
| 표면 특성 처리 | 표면 연삭 | 전자기 척 클램핑, V 자형 분쇄 휠 (RA 0.1μm) |
| 외부 원통형 연삭 | 센터 포지셔닝, 날씬한 샤프트를 처리 할 수 있습니다 (φ0.1mm) | |
| 내부 원통형 연삭 | 작은 연삭 휠 (φ3-20mm), 행성 운동 | |
| 그라인딩 휠 타입 | Corundum 그라인딩 휠 (Allate) | 일반 유형, 강철 부품 가공 |
| CBN 그라인딩 휠 (입방체 질화 붕소) | 하드 재료 처리 (HRC ＞ 55), 10 배 더 긴 수명 | |
| 다이아몬드 그라인딩 휠 | 세라믹/카바이드 처리, 최대 #8000의 입자 크기 |
4. 주요 프로세스 매개 변수
그라인딩 휠 라인 속도 :
일반 연삭 : 30-45m/s
고속 분쇄 (HSG) : 80-200m/s (특별 휠 필요)
공작물 속도 :
정밀 연삭 : 0.1-1m/분
고효율 깊은 연삭 (HEDG) : 최대 100m/min
컷 컨트롤의 깊이 :
거친 연삭 : 5-20μm/스트로크
미세 연삭 : 0.1-1μm/스트로크
5. 표면 품질 관리
거칠기 범위 :
일반 연삭 : RA 0.4-0.8μm
정밀 연삭 : RA 0.1-0.4μm (미러 표면)
초고차 분쇄 : RA <0.05μm (전해질 적으로 날카로운 분쇄 휠이 필요함)
변성층 제어 :
흰색 층 두께 <2μm (최적화 된 냉각으로 피하는 화상)
6. 고급 기술 개발
초고차 연삭 :
Aerostatic Spindle (Radial Runout <0.05μm)
온라인 드레싱 기술 (레이저 드레싱 정확도 ± 1μm)
지능형 연삭 :
전원 모니터링 방지 방지 시스템 (예 : Studer 모니터링 시스템)
디지털 트윈 최적화 매개 변수 (휠 라이프 예측)
복합 가공 :
결합 된 연삭 전해 용화 가공 (단단하고 부서지기 쉬운 재료의 균열 가공)
7. 일반적인 가공 예
베어링 레이스 웨이 가공 :
CBN 그라인딩 휠 사용 (#800 그릿)
선형 속도 60m/s, 공작물 속도 500rpm
Ra 0.05μm, 둥근 0.3μm를 달성했습니다
인공 관절 구형 연삭 :
윤곽 정확도 ± 0.005mm, 표면 멸균 등급 연마
그라인딩 기술은 나노 레벨 정밀, 지능적인 적응 제어 및 녹색 처리를 향해 발전하고 있으며, 반도체 웨이퍼 및 미세 전자 역학 시스템 (MEMS)과 같은 영역에서 정밀도의 한계를 계속 돌파하고 있습니다.
지루한
Boring은 회전 보링 도구를 사용하여 조립식 구멍을 정확하게 다듬는 가공 프로세스입니다. 주로 치수 정확도 (최대 ± 0.005mm)를 개선하고 구멍의 형상 내성을 향상시키는 데 사용됩니다. 일반적으로 유압 밸브 바디 정밀 구멍 처리, 포병 배럴 리플 링 보정 등에 사용됩니다.이 프로세스는 구멍 위치 편차를 효과적으로 교정하고, 높은 둥근 (<0.002mm) 및 낮은 거칠기 (RA 0.4μm)를 달성 할 수 있으며, 특히 대형 깊은 구멍 및 특수한 구멍의 마무리 요구에 적합한 구멍 마감의 핵심 수단 중 하나입니다.
브로치
Broaching은 단일 선형 스트로크에서 복잡한 내부 윤곽을 직접 형성하기 위해 멀티 톱니 브로치를 사용하는 효율적인 가공 기술입니다. 일반적으로 자동차 스플라인 샤프트 및 건 트리거 슬롯과 같은 특수 모양 구조의 배치 처리에 사용됩니다. 핵심 장점은 일회성 형성 기능에 있으며 동시에 IT7 레벨 정확도 (± 0.02mm) 및 RA 1.6μm 표면 품질을 보장 할 수 있습니다. 맞춤형 도구의 비용이 상대적으로 높지만 대량 생산이 5,000 조각을 초과 할 때 밀링/기어 형성 프로세스보다 단일 피스 처리 비용이 상당히 낮으므로 대규모 정밀도 특수 모양 그루브 처리의 요구에 특히 적합합니다.
제재
Sawing은 톱니가있는 절단 도구를 사용하여 재료를 분할하는 과정입니다. 주로 금속 프로파일 (예 : 알루미늄 프로파일) 및 강철 스톡 분할을 절단하는 데 사용됩니다. 원형 톱 절단과 비교할 때, 밴드 톱 절단은 상당한 에너지 절약 이점이있어 에너지 소비가 40% 감소하면서 높은 절단 효율을 유지할 수 있습니다. 대량의 금속 재료의 거친 가공 및 전처리에 특히 적합합니다.
전기 방전 가공
EDM (Electrospark Machining)은 펄스 배출을 사용하여 전도성 재료를 부식시키는 비접촉 특수 처리 기술입니다. 특히 전통적인 절단으로 처리하기 어려운 슈퍼 하드 재료 (예 : 시멘트 탄화물) 및 복잡한 공동 (예 : 사출 금형 텍스처)을 처리하는 데 적합합니다. 이 공정은 방전 에너지를 정확하게 제어함으로써 매우 높은 정밀도의 ± 0.005mm (느린 와이어)를 달성 할 수 있으며, 재료의 경도에 의해 제한되지 않습니다. 곰팡이 제조, 항공 우주 등의 분야에서 주요 구성 요소의 처리에서는 대체 할 수 없습니다.
레이저 절단
레이저 절단은 고 에너지 레이저 빔을 사용하여 재료의 비접촉 정밀 절단을 수행하는 고급 프로세스입니다. 자동차 판금 부품 (예 : 도어 윤곽 절단)의 고효율 블랭킹 및 보석류 및 기타 정밀 처리 시나리오의 고급 중공에 특히 적합합니다. 높은 에너지 밀도로,이 공정은 ± 0.1mm의 가공 정확도를 유지하면서 3mm 스테인리스 스틸 플레이트를자를 때 10m/분의 속도에 도달 할 수 있습니다. 그것은 높은 효율과 높은 유연성의 장점을 가지고 있으며 현대 정밀 제조의 핵심 처리 방법 중 하나가되었습니다.
요약
전통적인 회전의 회전 예술에서 레이저 절단의 광 에너지 블레이드에 이르기까지,이 9 가지 가공 공정은 현대 제조의 핵심 기술 골격을 형성합니다. 각 프로세스는 정밀 도구 상자의 독점 도구와 같습니다. 회전 바디를 효율적으로 회전시키고, 유연하게 복잡한 표면을 정복하고, EDM은 강성을 부드럽게 극복하고, 레이저 절단 Sculpts가 접촉하지 않고도 자체 역할과 공동 작업 혁신을 가지고 있습니다. 복합 가공 기술과 디지털 지능형 제조의 개발로 인해 이러한 프로세스의 경계가 흐려지고 융합되고 있습니다 (예 : Mill-Turn 복합 센터는 프로세스의 80%를 동기화 할 수 있습니다).
그들의 필수 차이와 응용 시나리오를 이해하면 엔지니어가 최적의 가공 프로그램을 선택하는 데 도움이 될뿐만 아니라 제조 한도의 프로세스 혁신과 혁신을 촉진합니다. 앞으로 이러한 고전적인 프로세스는 새로운 재료 및 AI 기술과 계속 결합 될 것이며, 마이크로-나노 제조 및 우주 부품과 같은 최첨단 분야에서 활성화 될 것입니다.
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FAQ
1. 어떤 부품이 적합합니까? 왜 로타리 부품의 첫 번째 선택입니까?
회전은 공작물 회전 + 선형 피드를 통해 샤프트, 디스크 및 부싱 (예 : 스레드, 테이퍼)과 같은 회전식 대칭 부품의 효율적인 가공입니다. 단일 클램핑에서 다중 기능 가공 (외부 원, 엔드 페이스, 그루브)의 완성에있어서, 치수 정확도는 ± 0.01mm, 표면 거칠기 RA 1.6μm, 특히 자동차 구동 샤프트, 유압 피팅 및 기타 질량 생산에 적합 할 수 있습니다.
2. 밀링과 회전의 핵심 차이는 무엇입니까? 밀링을 언제 선택해야합니까?
밀링은 도구 회전 + 공작물 움직임이며, 가공 평면, 곡선 표면, 모양의 윤곽 (예 : 곰팡이 공동)에 적합합니다. 회전하는 동안 로터리 바디를 전문으로하는 공작물 회전입니다. 밀링의 장점은 다축 연계 (예 : 5 축 밀링 복합 임펠러)이지만 효율은 회전보다 낮습니다. 선택 기준 : 비대칭 부품 밀링을 선택하고 회전 바디를 선택하십시오.
3. 드릴링 (드릴링)보다 지루한 (지루한)가 정밀 구멍 처리에 더 적합한 이유는 무엇입니까?
드릴링은 IT10 ~ IT12 수준의 정확도 (± 0.1mm) 만 보장 할 수 있지만 조절 가능한 보링 도구를 통해 지루하여 조립식 구멍의 크기, 라운드, 위치도, 최대 IT6 레벨 (± 0.005mm)의 크기를 수정합니다. 예를 들어, 유압 밸브 바디 홀은 각 홀 시스템의 동축성을 보장하기 위해 지루해야하며 드릴링은 거칠기에만 사용됩니다.
4. 전통적인 절단 과정과 비교하여 레이저 절단 (레이저 절단)은 어떤 파괴적 이점이 있습니까?
레이저 절단은 접촉 또는 기계적 응력없이 금속/비금속을 삭감하며, 케르프 너비는 0.1mm (플라즈마 절단은 약 1mm), 매우 빠른 속도 (3mm 스테인리스 스틸의 경우 10m/분)입니다. 유연성은 복잡한 윤곽 (예 : 자동차 판금의 구멍 모양)을 지원하지만 높은 장비 비용은 높은 부가가치 제품에 적합합니다.
