기계 제조 분야에서 가공 공정 시스템은 정밀 부품 생산을 가능하게 하는 핵심 프레임워크입니다. 다음 섹션에서는 일련의 구조화된 설명을 통해 이 시스템의 기본 원리와 작동 논리를 자세히 살펴봅니다.
1.0가공 공정 시스템이란 무엇인가요?
가공 공정 시스템(일반적으로 공정 시스템이라고 함)은 선반, 밀링 머신, 연삭기 등의 다양한 공작 기계와 절삭 공구, 고정 장치, 가공물로 구성된 절삭 시스템입니다. 주요 기능은 원자재 또는 블랭크를 특정 형상, 치수 및 품질 요구 사항을 충족하는 기계 부품으로 가공하는 것입니다. 공정 시스템이 가공 요구 사항을 충족하고 필요한 표면 형상을 구현할 수 있는지 여부는 적절한 기하학적 및 공정 매개변수뿐만 아니라 각 구성 요소의 고유한 특성과 구성 요소 간의 상호 작용을 통해 형성되는 전체 시스템의 동작에도 달려 있습니다.
2.0기계 부품의 가공된 표면은 어떻게 형성되는가?
기계 부품이 아무리 복잡해 보이더라도, 그 표면은 궁극적으로 기본적인 표면 유형들의 조합으로 구성됩니다. 기계 가공의 본질은 특정한 절삭 방법을 통해 필요한 기능적 표면을 만들어내는 과정입니다.
2.1공작물 표면의 일반적인 유형
- 비행기
- 원통형 표면
- 원뿔형 표면
- 성형된 표면(나사산 표면 및 인벌류트 기어 톱니 표면 등)
- 특수 표면(구면, 토러스형 표면, 쌍곡면 등)
2.2공작물 표면은 어떻게 생성되는가?
대부분의 표준적인 기계적 표면은 하나의 모선이 다른 준선을 따라 이동함으로써 형성될 수 있습니다. 모선과 준선은 표면을 정의하는 기본적인 요소이며, 이를 생성선이라고 합니다. 일반 선반, CNC 밀링 머신 및 유사한 장비에서 가공하는 동안 공작물과 절삭 공구의 상대적이고 조화로운 움직임이 이 두 선을 생성하여 원하는 표면 형상을 만들어냅니다.
3.0가공물 표면에 생성되는 선은 무엇이며, 이러한 선을 형성하는 데 사용되는 방법은 무엇입니까?
생성선은 가공물의 표면을 구성하는 모선과 준선을 총칭하는 용어입니다. 가공된 표면을 만들기 위해서는 이 두 생성선을 특정한 방법을 통해 먼저 생성해야 합니다. 현재 생성선 생성 방법은 크게 네 가지 주요 접근 방식으로 분류할 수 있습니다.
성형 방식: 절삭날이 직접 복제함 발생기. 그만큼 이 성형 방법은 선 접촉을 특징으로 하며, 공구의 절삭날이 공작물 표면과 선 접촉을 이루고, 절삭날의 형상이 표면의 하나의 생성선과 정확히 일치합니다. 예를 들어, 셰이퍼로 곡면을 가공할 때, 공구 절삭날의 프로파일은 공작물 표면의 생성선에 대응하며, 생성선은 공구 형상에 의해 직접 형성됩니다.
궤적 방법: 공구 끝단의 움직임이 생성 궤적을 생성합니다. 선. 그만큼 궤적 방법은 근사적인 점 접촉을 포함하며, 생성선은 공구 끝의 이동 경로에 의해 생성됩니다. 예시:
- 갠트리 플래너로 평평한 표면을 가공할 때, 공구의 직선 운동은 직선 모선을 형성합니다.
- CNC 밀링 머신으로 곡면을 가공할 때, 공구가 곡선 경로를 따라 움직이면서 곡선 준선을 형성합니다.
접선법: 회전하는 공구 경로의 포락선이 형성됩니다. 선. ~ 안에 접선 가공법에서는 밀링 커터나 연삭 휠과 같은 회전 공구를 사용합니다. 공구는 회전하면서 동시에 정의된 경로를 따라 이동하며, 절삭날의 이동 궤적은 표면의 생성선을 감싸게 됩니다. 예시:
- 수직 밀링 머신에서의 표면 밀링: 커터 회전과 중심 경로 이동의 조합으로 인해 절삭점 궤적이 필요한 생성선을 감싸게 됩니다.
- 외부 원통형 연삭기에서 원통형 표면을 연삭할 때, 연삭 휠의 회전과 축 방향 이송이 결합되어 접선 작용을 통해 연삭선을 생성합니다.
생성 방법: 구름 운동이 인벌류트를 생성합니다. 생성 방법은 공구와 공작물 사이에 절삭 운동을 발생시키는 것에 기반합니다. 절삭날과 성형면은 점 접촉을 하고, 공구는 생성 운동으로 공작물에 대해 회전합니다. 시간에 따른 절삭날 위치의 포락선이 생성선을 구성합니다. 예시:
- 호빙 머신에서 원통형 기어 호빙 가공: 호브와 공작물은 생성 운동을 하며 동기적으로 회전하고, 호브 절삭날의 포락선은 기어 이면의 인벌류트 생성선을 형성합니다.
- 기어 셰이퍼를 이용한 기어 형상 가공 또한 생성 방식에 속합니다.
4.0공작물 가공에 필요한 동작은 무엇입니까?
설계 요구사항을 충족하는 가공 표면을 얻기 위해서는 위에서 설명한 방법을 사용하여 생성선이 형성되도록 공구와 가공물에 특정한 동작을 적용해야 합니다. 이러한 동작은 표면 형성 동작과 절삭 동작으로 나눌 수 있습니다. 표면 형성 동작은 기하학적 관점에서 정의되는 반면, 절삭 동작은 금속 절삭이라는 실제적인 관점에서 정의됩니다.
4.1표면 형성 운동이란 무엇인가?
표면 형성 운동이란 가공 대상 표면의 형성선을 생성하는 데 필요한 운동을 말합니다. 그 종류와 횟수는 가공 대상 표면의 형상, 가공 방법, 공구 구조에 따라 달라집니다.
| 동작 유형 | 정의 | 예 |
| 단순 동작 | 단일 회전 또는 직선 운동으로 이루어지는 성형 동작 | 일반 선반에서 외경 원통을 가공하는 과정: 공작물의 회전과 공구의 종방향 선형 이송 |
| 복합 운동 | 엄격하게 정의된 상대적 관계 하에서 두 개 이상의 회전 운동과 직선 운동이 결합된 운동 | 1. 선반에서의 나사 가공: 공작물 회전과 공구 직선 이송의 조합 2. 기어 호빙: 호브와 공작물 사이의 운동 발생 |
5.0절단 동작이란 무엇이며, 어떻게 분류됩니까?
금속 절삭에서 공구와 공작물 사이의 상대적인 움직임으로 인해 과도한 재료가 제거되는 것을 절삭 운동이라고 합니다. 실제 기계 가공에서는 표면을 형성하는 운동이 절삭 운동으로 나타납니다. 절삭 운동은 기능에 따라 주 운동과 이송 운동으로 분류됩니다.
| 동작 유형 | 핵심 특성 | 예시 |
| 주요 동작: 재료 제거를 위한 핵심 동작 | - 공작기계의 주요 동작 - 목적: 절삭층 제거를 위한 상대 운동 생성 - 특징: 최고 절삭 속도, 최대 전력 소비, 작업당 하나의 주요 동작만 수행 | – 회전 운동: 일반 선반에서 공작물 회전, 수직 밀링 머신에서 밀링 시 절삭 공구 회전 – 직선 운동: 셰이퍼에서 평삭 시 공구의 왕복 직선 운동 |
| 이송 동작: 연속 절삭을 위한 보조 동작 | - 공작기계에서 제공되는 추가 동력 - 목적: 주 동력과 협력하여 연속 또는 간헐적 절삭을 구현 - 특징: 낮은 전력 소비, 개수는 1개, 여러 개 또는 없을 수 있음 | - 연속 운동: 일반 선반에서 외경 가공 시 선삭 공구의 종방향 이동 - 간헐 운동: 셰이퍼에서 평삭 가공 시 공작물의 횡방향 이동 - 다중 운동: 외경 원통 연삭 시 연삭 휠의 횡방향 이송 - 무운동: 브로칭 |
6.0복합 커팅 동작이란 무엇인가요?
주 운동과 이송 운동이 동시에 발생할 때, 그 결과물을 복합 절삭 운동이라고 합니다.
- 절삭날의 특정 지점이 공작물에 대해 순간적으로 움직이는 방향을 복합 절삭 방향이라고 합니다.
- 이 지점의 속도는 주 운동 속도와 이송 운동 속도의 벡터 합으로 정의되며, 이를 복합 절삭 속도(ve = vc + vf로 표현)라고 합니다.
복합 절삭 동작의 예:
- 일반 선반에서의 외측 선삭: 공작물의 회전(주 운동, vc)과 공구의 종방향 이송(이송 운동, vf)의 조합으로 절삭날의 선택된 지점에 나선형 궤적이 생성됩니다.
- 외측 원통 연삭: 연삭 휠의 회전과 공작물의 축 방향 이동이 함께 작용합니다.
7.0보조 운동이란 무엇인가요?
공작기계는 절삭 동작 외에도 공구와 공작물의 상대적 위치를 조정하거나 보조 작업을 수행하기 위한 보조 동작을 필요로 합니다. 이러한 보조 동작은 재료 제거에 직접적으로 관여하지는 않지만, 원활하고 효율적인 가공 작업을 보장하는 데 필수적입니다.
보조 동작의 일반적인 예:
- CNC 선반에서의 빠른 공구 접근 및 후퇴
- 방사형 스핀들 후퇴 드릴링 머신
- 밀링 머신과 함께 사용되는 분할 헤드의 인덱싱 운동
8.0자주 묻는 질문
Q1: 가공 공정 시스템의 핵심 구성 요소는 무엇입니까?
A: 가공 공정 시스템은 선반, 밀링 머신, 연삭기 등의 공작 기계와 절삭 공구, 고정 장치, 그리고 가공 대상물이라는 네 가지 주요 요소로 구성됩니다. 이러한 구성 요소들은 통합 시스템으로 작동하여 원자재에서 품질이 보장된 완제품에 이르기까지 절삭 공정을 완료합니다.
Q2: 주동작과 이송동작의 주요 차이점은 무엇입니까?
A: 주 동작은 금속 제거를 담당하는 기본적인 동작입니다. 절삭 속도가 가장 빠르고 전력 소비량도 가장 많으며, 모든 절삭 작업에서 단일 동작으로 존재합니다. 이송 동작은 주 동작과 함께 작동하여 연속 또는 간헐적 절삭을 구현하는 보조 동작입니다. 주 동작에 비해 전력 소비량이 훨씬 적으며, 가공 공정에 따라 하나, 여러 개 또는 이송 동작이 없을 수도 있습니다.
Q3: 복합 절삭 속도가 주 운동 속도와 이송 운동 속도의 벡터 합으로 정의되는 이유는 무엇입니까?
A: 주 운동과 이송 운동은 공구와 공작물 사이의 상대 운동으로 동시에 발생합니다. 속도는 벡터량이므로 크기와 방향 모두를 고려해야 합니다. 따라서 복합 절삭 속도는 주 운동 속도와 이송 운동 속도의 벡터 합으로 표현됩니다.
Q4: 생성 방법의 가장 일반적인 응용 분야는 무엇입니까?
A: 가장 대표적인 적용 사례는 호빙 머신을 이용한 원통형 기어 가공입니다. 호브와 공작물 사이의 동기 회전을 통해 생성 운동을 발생시켜 호브 절삭날의 윤곽이 기어 이음면의 인벌류트 모선을 형성합니다. 기어 셰이퍼를 이용한 기어 가공 또한 생성 운동 방식에 속합니다.
Q5: 보조 운동이 물질 제거에 관여하지 않는다면, 왜 여전히 중요한가요?
A: 보조 동작은 공구와 공작물의 상대적 위치를 조정하고 클램핑, 위치 지정, 인덱싱과 같은 작업을 완료하는 역할을 합니다. 이러한 보조 동작은 지속적이고 효율적인 가공을 보장하는 데 필수적인 지원을 제공합니다. 보조 동작이 없으면 공작기계는 정상적인 가공 사이클을 완료할 수 없습니다.
참조
https://bharatforge.eu/artikel/what-is-machining-procedure-significance-and-applications/?lang=en
https://admati.com/the-importance-of-machining-types-of-equipment-and-machining-methods/
https://www.nutech.de/en/services/machining/