CNC 선반 기계란 무엇입니까? 정의, 주요 구성 요소, 유형 및 응용 프로그램

각각 ±0.01mm의 직경 공차로 회전된 600개의 동일한 샤프트가 필요한 강철 서비스 센터는 간단한 결정에 직면합니다. 여러 명의 숙련된 기계공의 판단을 신뢰하고 부품 간 변형을 수용하거나 CNC 선반 기계에 작업을 맡기고 프로그램이 전체 교대 근무에 대한 크기를 유지하도록 하는 것입니다. 질문에 대한 짧은 대답은 다음과 같습니다. CNC 선반 기계는 고정된 절삭 공구가 프로그래밍된 경로를 따라 재료를 제거하는 동안 자체 축을 중심으로 공작물을 회전시키는 컴퓨터 제어 터닝 기계입니다. 회전 부품과 고정 공구로 구성된 이러한 배열은 선삭이라고 알려져 있으며 샤프트, 디스크, 부싱, 슬리브 및 중공업에서는 무게가 수 톤에 달하는 밀 롤과 같은 원형 부품을 생산하는 가장 효율적인 방법으로 남아 있습니다.

CNC 선반 기계란 정확히 무엇입니까?

CNC는 컴퓨터 수치 제어(Computer Numerical 제어)를 의미합니다. 선반에서는 공작물이 스핀들의 척 또는 콜릿에 고정되어 프로그래밍된 속도로 회전되고, 절삭 공구는 직경을 제어하는 ​​X와 길이를 제어하는 ​​Z라는 두 개의 기본 축을 따라 이송됩니다. 기계는 일반적으로 G 코드로 작성된 부품 프로그램을 실행하고 위치 피드백이 있는 서보 모터는 100분의 1 또는 1000분의 1mm까지 확인된 좌표로 공구를 이동합니다.

정의적인 세부 사항은 회전하는 것입니다. 선반에서는 공작물이 회전합니다. 밀링 머신에서는 도구가 회전합니다. 이 구분은 선반이 원형 부품 시장을 장악하고 공장이 프리즘 부품을 지배하는 이유를 설명합니다. 최신 기계에서는 경계가 약간 모호해집니다. 스핀들에 라이브 툴링과 C축을 추가하면 척에서 부품을 제거하지 않고도 교차 구멍을 뚫고 플랫을 절단하고 육각 프로파일을 밀링할 수 있는 밀턴 선반이 생성됩니다.

기술 자체가 성숙해졌습니다. 수치 제어는 1950년대에 등장했고 컴퓨터 제어는 1970년대와 1980년대에 확산되었습니다. 그 이후로 변경된 것은 비용, 제어 유용성 및 피드백 구성 요소의 신뢰성입니다. 그 결과 이제 거의 모든 규모의 작업장에서 한 명의 작업자가 여러 기계를 관찰하면서 몇 시간 동안 CNC 선반을 작동하게 되었습니다.

주요 구성요소, 부품별

소형 벤치탑 장치부터 30톤 롤 선반까지 모든 CNC 선반은 동일한 핵심 그룹으로 조립됩니다.

• 주축대: 스핀들, 구동 모터 및 기어링이 들어 있습니다. 여기에 장착된 척 또는 콜릿이 공작물을 잡습니다.
  • 스핀들 보어: 바 이송 작업을 위해 긴 바 스톡이 통과할 수 있도록 허용
  • 척 조: 바의 외경을 기준으로 바를 고정하거나 반전 시 보어를 기준으로 링을 고정
• 베드 및 가이드웨이: 구조적 백본; 여기서 강성은 기계가 얼마나 무거운 절단을 견딜 수 있는지를 결정합니다.
  • 경사 베드: 칩이 작업 영역 밖으로 떨어집니다. 빠른 중간 크기 선반에 흔히 사용됨
  • 플랫 베드: 대형 중장비 기계에서 여전히 선호되는 전통적인 레이아웃
• 캐리지 및 크로스 슬라이드: 여러 도구를 자동으로 절단 위치로 인덱싱하는 도구 포스트 또는 터릿을 운반합니다.
• 심압대: 길거나 가는 작업물의 자유단을 지지하여 편향을 방지합니다.
• CNC 제어 장치: 프로그램을 읽고 공구 경로를 보간하며 서보 모터에 명령을 내립니다.
• 절삭유 시스템 및 칩 처리: 절삭 영역에서 열과 부스러기를 제거합니다.

CNC 선반이 수행하는 작업

터렛이 자동으로 도구를 교체하고 슬라이드가 프로그래밍된 경로를 따라갈 수 있기 때문에 하나의 기계로 대부분의 터닝 작업을 처리할 수 있습니다. 표준 작업은 다음과 같습니다.

1. 직선 및 테이퍼 선삭: 원통 또는 제어된 각도를 따라 외경 감소
2. 페이싱(Facing): 일반적으로 부품 끝 부분에서 평평한 표면을 축에 직각으로 절단합니다.
3. 드릴링 및 보링: 스핀들 중심선에 내부 구멍 생성 및 확대
4. 홈 가공 및 절단: 좁은 채널 절단 또는 바에서 완성된 부품 분리
5. 스레딩: 정의된 피치에서 내부 및 외부 스레드의 단일 지점 절단
6. 널링(Knurling): 손잡이, 부속품 및 맨드릴에 그립 패턴을 누르는 것
7. 윤곽 선삭: 프로그래밍된 프로파일을 따르며 크라운, 반경 및 복잡한 롤 홈이 생성되는 방식입니다.

CNC 선반의 유형과 차이점

축 수로 선택

X와 Z만 움직이는 2축 선반은 대부분의 선삭 작업을 처리합니다. 라이브 툴링과 C축을 추가하면 크로스 드릴링과 밀링이 가능한 3축 밀턴 머신이 생성됩니다. 서브 스핀들은 백 작업을 위해 부품을 두 번째 스핀들로 이동시키며, 4개 이상의 축을 갖춘 구성을 통해 대형 작업에서 동시에 다중 도구 절단이 가능합니다.

수평 또는 수직

수평 선반이 기본 레이아웃입니다. 스핀들이 위쪽을 향하고 부품이 회전 테이블 위에 편평하게 놓여 있는 수직 선반은 플랜지, 플라이휠, 브레이크 로터와 같은 크고 무거운 디스크에 적합합니다. 중력이 부품의 전체 무게를 척 조에 걸지 않고 고정시키기 때문입니다.

고강도 및 특수 목적 플랫폼

최종적으로 기계는 카탈로그가 아닌 공작물을 중심으로 제작됩니다. 수백 밀리미터 단위로 측정되는 견고한 수평 선반 쌍 스윙, 중심 간 거리 3,500mm 이상, 거대한 주조 베드, 수 톤 무게의 작업물을 운반하는 안정된 받침대. 이 등급의 기계가 존재하는 이유는 표준 선반이 아무리 정확하더라도 대형 단조품에 필요한 절단을 수행할 만큼 견고하지 않기 때문입니다.

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CNC 선반과 수동 선반

실질적인 차이는 반복성과 가치가 존재하는 곳에 나타납니다. 수동 선반은 작업자의 손에 보답하고, CNC 선반은 프로그램과 기계의 강성을 보답합니다. 일반 철강 작업의 경험 법칙에 따르면 숙련된 수동 터닝은 약 ±0.05mm를 유지하는 반면, 건강한 CNC 선반은 ±0.01mm 이상을 유지하며 부품 번호 1에서처럼 충실하게 부품 번호 600에서 반복합니다.

대형 CNC 선반이 장점을 누리는 곳: 롤 가공

철강 압연 공장은 생산 선반이 살아남기 위해 필요한 것이 무엇인지 보여줍니다. 작업 롤과 백업 롤은 직경이 줄어들고 일정에 따라 반환해야 하는 마모 패턴이 발생합니다. 철근 롤은 마모됨에 따라 정확하게 다시 절단해야 하는 초승달 모양의 홈과 리브 윤곽을 가지고 있으며, 선재 밀은 전체 링 면에 걸쳐 일정한 직경이 필요한 롤 링을 작동합니다.

이 중 어느 것도 직업을 바꾸는 것과 비슷하지 않습니다. 이러한 공작물은 길고 무겁고 툴링이 힘들며 가벼운 베드가 있는 모든 기계를 노출시킵니다. 이것이 바로 롤러 전용 CNC 선반이 존재하는 이유입니다. 강화 베드, 대형 스윙, 톤 단위로 평가되는 안정 받침대, 큰 직경과 느리고 강력한 절단에 맞게 조정된 제어 장치 등이 있습니다. 특별히 제작된 CNC 롤 선반은 정확히 이 듀티 사이클을 위해 구성되었으며, 롤 링 전용 기계를 비교하는 구매자는 CNC 롤러 링 선반이 자체 카테고리를 획득한 이유부터 시작할 수 있습니다.

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동일한 공작물에 순수한 선삭이 아닌 밀링된 홈이 필요한 경우 결합된 밀-롤 플랫폼은 한 번의 설정으로 두 기능을 모두 절단합니다. 이는 작업 간에 수톤의 롤을 다시 클램핑하면 정확성과 시간이 모두 위험해지기 때문에 중요합니다.

구매 전 확인해야 할 사항

사양은 귀하의 부품과 일치할 때만 의미가 있습니다. 다음 순서로 체크리스트를 살펴보세요.

1. 베드 위로 스윙 및 센터 사이의 거리: 기계가 물리적으로 수용할 수 있는 최대 직경 및 길이, 가장 큰 현재 작업물 및 계획된 작업물과 비교하여 확인
2. 스핀들 보어 및 척 크기: 관통 스핀들 작업을 위한 바 용량 및 척 작업을 위한 조 범위
3. 강성: 기계 중량과 베드 구조는 정직한 지표입니다. 무거운 주조 베이스가 깊은 절단의 진동을 흡수합니다.
4. 정확도: 위치 정확도와 반복성을 별도의 수치로 요청하고 테스트 방법을 묻습니다.
5. 스핀들 속도 및 토크: 고속에서는 정밀한 정삭이 가능하고, 저속 토크에서는 대구경의 중절삭이 가능합니다.
6. 제어 시스템: 문서화된 프로그래밍, CAM 호환성 및 해당 지역의 서비스 지원을 확인합니다.
7. 예비품 및 서비스: 척 조, 씰, 웨이 커버와 같은 마모 품목에 따라 몇 년 후 가동 시간이 결정되므로 서명하기 전에 예비 부품 가용성을 확인하십시오.

안전은 동일한 목록에 속합니다. 완전한 보호 장치, 연동 도어 및 숙련된 작업자는 나중에 고려하기보다는 구매의 일부가 되어야 하며, 롤 기계 구매자는 중장비를 시운전하기 전에 CNC 롤러 선반의 작동 안전성을 향상시키는 방법을 검토할 수 있습니다.

한 부품에 선삭과 밀링이 모두 필요한 경우에도 동일한 추론이 적용됩니다. 단일 설정으로 두 작업을 모두 수행하는 정밀 밀-롤 선반은 기계 간에 무거운 구성품을 이동할 때 발생하는 정렬 위험을 제거하고 처리 감소 및 거부된 부품 감소를 통해 첫 1년 이내에 가격 차이를 보상하는 경우가 많습니다.

결론

CNC 선반 기계는 공작물을 회전시키는 스핀들, 드리프트 없이 고정 공구 위치를 지정하는 서보 구동 슬라이드, 첫 번째 부품에서 마지막 부품까지 프로그래밍된 경로를 유지하는 제어 장치라는 세 가지 요소가 함께 작동합니다. 간단한 원형 부품에는 2축 기계를 선택하고, 기능이 증가하면 라이브 툴링을 추가하고, 부품의 무게가 톤에 달하고 공차가 여전히 100분의 1밀리미터에 불과한 경우 견고한 롤러 전용 플랫폼으로 업그레이드하십시오. 기계를 공작물에 먼저 맞추고 브로셔를 두 번째로 맞추면 매번 같은 크기의 기계에서 일괄적으로 투자가 회수될 것입니다.