가공 수당 설명: 계산 및 중요 사항

가공 수당이란 무엇인가요?

먼저 가공 여유가 무엇인지에 대한 정의를 정립하는 것으로 시작하겠습니다. 가공 여유는 제조업체가 의도적으로 공작물에 남기는 여분의 재료로, 후속 가공 작업에서 통제된 환경에서 제거해야 합니다.

가공 여유량을 남겨두면 공작물 표면에 충분한 재료가 남아있어 다음을 달성할 수 있습니다. 정확하고 정밀한 가공 치수, 표면 마감 요구 사항 및 부품 공차.

가공 공차 대. 허용오차

잠시 우회하여 가공 허용오차와 공차에 대해 이야기해 보겠습니다.

이전 섹션에서는 '의도적'이라는 단어의 사용을 강조했는데, 이는 종종 혼동되는 다음과 같은 개념을 구분하는 주요 요소이기 때문입니다. 가공 공차 및 허용 오차. 공차도 공작물에 재료가 얼마나 더 많거나 적은지에 관한 것이지만, 의도적으로 하는 것은 아닙니다.

오히려 공작물 치수의 의도하지 않은 변동을 허용 가능한 수준으로 설명합니다. 이는 부품의 정확한 치수를 달성하는 것이 불가능하다는 사실과 관련이 있으므로 엔지니어는 다음을 정의합니다. CNC 가공 공차 를 사용하여 제조업체에 목표 범위를 설정할 수 있습니다.

가공 수당이 중요한 이유는 무엇인가요?

부품에 가공 여유를 남겨 두는 것은 여러 가지 실용적인 이유로 중요합니다. 이 섹션에서는 이것이 일반적인 엔지니어링 관행인 이유에 대해 설명합니다.

• 치수 정확도: 부품에 가공 여유를 남겨두면 기공사가 정삭 가공 작업을 수행할 수 있는 안전 여유를 확보할 수 있습니다. 고속 및 저속과 같은 절삭 파라미터를 활용함으로써 컷 깊이를 사용하면 최종 컷에서 높은 치수 정확도를 얻을 수 있습니다.
• 표면 마감: 치수 정확도와 마찬가지로 공작물 표면에 여분의 재료가 있으면 기계 가공자가 마감 절삭 중에 표면 품질을 관리할 수 있습니다.
• 품질 관리: 가공 공차는 또한 공정 중 품질 관리를 장려합니다. 엔지니어는 황삭과 정삭 사이클 사이의 생산 품질을 모니터링하고 그에 따라 제조 계획을 업데이트하여 부품 불합격률을 줄일 수 있습니다.

가공 수당은 어떻게 계산하나요?

가공 여유를 남기는 것은 전문적인 엔지니어링 관행이지만, 어느 정도의 여유를 남겨야 할까요? 이 질문에 대한 답은 과학보다는 경험에 기반한 것입니다. 엔지니어와 기술자는 부품에 대한 적절한 가공 여유를 계산할 때 여러 가지 요소를 고려합니다.

주요 요인은 다음과 같습니다:

제조 프로세스

가공 전에 부품을 생산하는 데 사용되는 제조 공정은 부품이 얼마나 '거칠게' 가공되었는지에 대한 많은 정보를 제공합니다. 예를 들어 주조와 단조 사이의 주조 부품은 일반적으로 치수 정확도가 떨어지므로 일반적으로 2~5mm의 더 큰 가공 공차가 필요합니다. 단조의 경우 그물 모양에 가까운 결과물로 인해 1-3mm가 될 수 있습니다.

머티리얼 속성

가공 중 치수 변화나 사고가 발생하기 쉬운 소재는 일반적으로 더 큰 가공 공차가 필요합니다. 따라서 엔지니어는 연성 소재에 대해 더 높은 공차를 선택합니다. 예를 들어 알루미늄은 스테인리스 스틸보다 연성이 더 높습니다. 동일한 형상에 대한 각각의 가공 공차는 각각 1-2mm와 0.5-1mm일 수 있습니다.

가공 유형

대량의 재료를 제거하는 황삭 작업에는 미세한 절삭을 하는 정삭 작업보다 더 큰 가공 공차가 필요합니다. 터빈 블레이드 가공 작업을 예로 들어 보겠습니다. 공작물 블랭크의 초기 황삭 절삭에서는 가공 여유량이 높지만(3-4mm), 공정이 진행되고 블레이드의 프로파일이 형성되면 반정삭 및 정삭 절삭에 0.5-1mm 범위의 더 작은 가공 여유량을 사용할 수 있습니다.

허용 오차/마감

고품질 요구 사항(엄격한 공차, 미세한 표면 마감)이 있는 부품은 일반적으로 더 많은 허용 오차를 계획하여 최종 통과 중에 사소한 편차를 수정할 수 있도록 합니다.

가공 수당 공식 

가공 수당을 계산하는 정해진 공식은 없지만, 주요 요소를 고려한 일반적인 가이드라인은 다음과 같습니다:

가공 여유량 = 표면 변동 + 공구 접근 마진 + 정삭 요구 버퍼

아래 엔지니어링 도면의 경우를 고려하여 가공 공차를 대략적으로 계산해 보겠습니다. 부품이 알루미늄으로 가공된다고 가정하면 형상이 단순하고 주요 치수에 공차 요구 사항이 없다는 점을 고려하여 보수적으로 0.5-1mm의 기계 공차가 괜찮을 것입니다.

그러나 구멍을 배치하는 경우 더 큰 허용치가 필요할 수 있습니다. 위치 공차(±0.05mm)와 구멍 직경 공차(+0.1 - +0.3mm)가 있으며, 표면 변동 공차는 0.5mm가 될 수 있습니다. 공구 접근에는 문제가 없으므로 이 허용치는 무시할 수 있습니다. 그러나 구멍이 매끄러워야 하므로 리밍 또는 폴리싱으로 마무리 작업을 사용할 수 있습니다. 따라서 마감 요구 사항 버퍼는 0.1mm가 될 수 있습니다.

따라서 구멍을 배치하고 드릴링하는 데 필요한 가공 공차는 다음과 같습니다:

가공 여유량 = 기본값(0.5) + 표면 변동(0.5) + 마감 요구 버퍼(0.1) = 1.1mm

가공 수당 관리의 일반적인 과제

가공 여유는 가공에서 중요한 중간 과정이며, 이를 적절히 관리하는 것은 성공적인 생산을 위해 매우 중요합니다. 기계 공장은 가공 공차를 관리할 때 다음과 같은 문제에 직면할 수 있습니다:

초과 허용

가공 공차를 남겨두는 것은 안전한 엔지니어링 접근 방식이며, 고위험 설계에서 부품을 과도하게 허용할 수 있습니다. 이러한 추가 공차는 불필요한 에너지 및 재료 낭비, 공구 마모, 생산 시간 연장으로 이어집니다.

과소 허용

마찬가지로 엔지니어는 운영 효율성을 우선시하면서 부품을 과소 허용할 수 있습니다. 이는 공차나 표면 마감을 적절히 제어할 수 있는 충분한 재료를 남기지 못할 수 있다는 점에서 문제가 됩니다. 결과적으로 부품 재작업이나 폐품으로 이어질 수 있습니다.

복잡한 기하학적 특징

가공 공차는 단순한 프리즘 또는 원통형 형상의 경우 정의하기 쉽지만, 복잡한 프로파일이나 언더컷이 있는 부품의 경우 매우 까다롭습니다. 이러한 피처의 경우 엔지니어는 현지화된 가공 공차를 할당하고 고급 CAD/CAM 솔루션을 사용해야 합니다.

자료 불일치

가공 공차 정의는 재료에 따라 크게 달라지지만 배치, 브랜드, 방향에 따라 재료 특성이 조금씩 달라지는 것이 일반적입니다. 이러한 불일치로 인해 고정밀 산업에서는 가공 공차를 관리하기가 어렵습니다.

공구 마모

절삭 공구는 시간이 지남에 따라 성능이 저하되고 이로 인해 제거되는 재료의 양이 달라질 수 있습니다. 이는 부품 치수가 가변적이므로 가공 여유량을 다룰 때 문제가 될 수 있습니다.

공작 기계 상태

CNC 기계의 정확도는 시간이 지남에 따라 저하됩니다. 이로 인해 엄격한 공차를 예측할 수 없게 되어 작업 현장에서 가공 공차를 관리하기가 어려워집니다.