복잡한 알루미늄 합금 홀리 부품을 위한 CNC 가공의 제조성 분석

CNC 가공에서 복잡한 부품의 제조 가능성은 생산 효율성, 비용 및 제품 품질에 직접적인 영향을 미칩니다. 오늘, Elite Mold Tech는 일반적인 알루미늄 합금 복잡 캐비티 부품을 예로 들어 CNC 가공 제조 가능성을 위한 실용적인 솔루션을 공유하며, 구조 설계, 공차 사양, 치수 측정 및 품질 보증을 다룹니다. 당사의 전문 기술 팀과 광범위한 가공 경험을 바탕으로 설계부터 후처리까지 엔드 투 엔드 서비스를 제공하여 고객이 가공 문제를 극복하고 효율적인 생산을 달성하도록 돕습니다.

I. 사례 부품의 기본 정보

아래 그림과 같이 분석된 부품은 328×272×87.5mm 크기의 대형 캐비티 부품이며, AL6061로 제작되었습니다. 구조적 및 기능적 관점에서 이 부품은 다음과 같이 정교하게 설계되었습니다:

생산 방식 측면에서 이 부품은 생산 단계에 따라 차별화된 전략을 사용합니다:

II. 구조 설계 분석: CNC 가공을 위한 최적화 방향

이 부품은 대량 생산을 위해 다이캐스팅 + CNC 가공을 사용하므로 설계자는 처음에 다이캐스팅과 호환되는 구조를 우선시했습니다. 그러나 초기 엔지니어링 검증 및 소량 생산(전체 CNC 가공 사용 시) 중에 일부 구조적 특징이 CNC 요구 사항과 충돌하여 목표 최적화가 필요했습니다.

(I) 나사산 포스트와 방열판 사이의 간극 문제

Side B의 나사산 포스트는 Side A까지 연장되며, 포스트와 방열판 사이에 몇 밀리미터의 설계된 간극이 있어 많은 좁고 깊은 구조를 만듭니다. 이러한 영역을 완전히 가공하려면 맞춤형, 매우 긴, 소구경 공구가 필요합니다. 그러나:

설계자와의 협의 후, 우리는 코너 청소를 위해 기존의 연장된 소구경 공구를 사용했습니다(추가 가공 없음). 그림과 같이 Side A의 포스트와 방열판은 완전히 연결되지 않습니다. 이는 기본 부품 기능을 보장하면서 가공 위험을 피합니다.

(II) 포스트 깊이로 인한 간극 문제

Side B 캐비티의 나사산 포스트는 깊이가 깊어 인접 표면과 간극을 생성하고 좁은 공간을 형성합니다. 이 문제는 위와 동일한 근본 원인을 공유합니다: 공구 제한으로 인해 실제 가공 결과와 3D 모델 간의 불일치가 발생합니다.

향후 설계를 위한 권장 사항: CNC 공구 호환성을 충분히 고려하고, 인접 표면과의 포스트 깊이 및 간극 크기를 합리적으로 제어합니다.

(III) 캐비티 내부 각도 및 드래프트 각도의 적절한 설계

Side B 캐비티에는 많은 내부 코너 반경(R)이 있습니다. 다이캐스팅의 경우, 깊은 캐비티에서 작은 R 값은 드래프트 각도로 달성할 수 있습니다. 그러나 CNC 가공의 경우:

주요 지침: 최대 R 대 깊이의 비율을 10:1 이내로 제어하는 것이 좋습니다. 이 부품의 경우, 비율이 가장 깊은 지점에서 ~40:1에 도달하여 합리적인 범위를 훨씬 초과했으므로 가공 중에 R 값을 늘려야 했습니다.

극단적인 비율 설계가 필요한 경우(제품 기능으로 인해):

(IV) 그루브 반경 설계가 가공 효율에 미치는 영향

캐비티의 일부 그루브는 노치 또는 바닥에 반경이 있습니다. 다이캐스팅의 경우, 이 설계는 어려움을 추가하지 않지만 CNC 가공의 경우:

비용 및 효율성 참고: 가공 시간은 CNC 비용 회계의 핵심 요소입니다. 반경이 없는 일반 구조는 2D 공구 경로를 사용할 수 있으며, 이는 3D 공구 경로보다 훨씬 효율적입니다.

설계자와의 협의 후, 우리는 이러한 반경 구조를 일반적인 모양으로 조정했습니다. 이는 부품 기능에 영향을 미치지 않으면서 가공 효율성을 크게 향상시키고 비용을 절감했습니다.

III. 공차 사양 정의: 품질과 경제성의 균형

성숙한 참조 제품이 없는 새로운 부품 범주의 경우, 설계자는 종종 공차 관리를 과도하게 지정합니다. 이 부품의 경우:

2D 치수/공차 검사는 가공 부품에 필수적이지만, 과도한 제어는 검사 작업량과 생산 비용을 증가시킵니다. 이를 해결하기 위해:

이러한 조정은 핵심 성능과 조립 정확도를 보장하는 동시에 생산/검사 프로세스를 간소화하고 전체 비용을 절감합니다.

IV. 치수 측정 및 품질 보증: 제품 품질의 정확한 제어

검사된 치수 수를 단순화한 후, 우리는 가공 전부터 가공 후까지 품질을 제어하기 위해 포괄적인 품질 보증 시스템을 구축했습니다.

(I) 상세한 검사 사양 개발

우리는 다음과 같이 정의된 명확한 검사 작업 테이블을 만들었습니다:

이는 일관되지 않은 검사 프로세스에서 발생하는 오류를 방지하고 정확하고 일관된 결과를 보장합니다.

(II) 전문 측정 도구의 유연한 선택

소량 부품의 경우, 좌표 측정기(CMM)가 주요 도구입니다. CMM은 포괄적인 측정 기능을 제공하므로 소량 및 다중 치수의 부품에 이상적입니다.

(III) 이중 품질 검증(가공 전 및 가공 후)

단계	검증 방법
가공 전	자세한 시뮬레이션을 위해 전문 CAM 소프트웨어를 사용합니다: 과도한 절삭 또는 누락된 구조에 대한 가공 경로를 확인합니다(소스에서 오류 방지).
가공 후	1. 실제 제품과 3D 모델을 비교합니다(구조적 무결성 확인). 2. 참조 치수를 스폿 검사합니다(치수 정확도 확인).

V. 사례 요약: 비용-품질 윈-윈을 위한 전문 솔루션

이 사례의 캐비티 부품은 다음과 같습니다:

다수의 제어된 치수(일반적인 가공 부품보다 높은 단위 값).

공차 관리를 간소화하고 효율적인 품질 검사 시스템을 구축했습니다.

결과: 우리는 고객의 품질 요구 사항을 충족하는 동시에 생산 비용을 절감하여 비용 효율성과 품질 모두에서 윈-윈을 달성했습니다.

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