요약: 가공은 정밀 부품을 만들기 위해 제어 된 재료 제거를 기반으로 한 기본적인 제조 방법을 나타냅니다.이 가이드에서는 가공 분류에 대한 상세한 검토를 제공합니다., 프로세스, 설계 고려 사항 및 산업 응용 분야, 현대 산업에 필수적인 분해 제조 기술로 확립.
1제조업의 기계공학에 대한 소개
가공은 원하는 기하학, 차원 및 표면 완성도를 달성하기 위해 재료가 작업 조각에서 체계적으로 제거되는 추출 제조 프로세스를 구성합니다.제조 컨텍스트에서 정의된 바와 같이, 가공은 "기계 기계로 작업 조각에서 물질을 정확하게 제거하는 과정을 가리킨다". 이것은 첨가기 (3D 프린팅) 또는 형성 (출력,도매) 제조 방법.
가공의 기본 원칙은 작업 조각보다 단단한 절단 도구의 상호 작용으로 제어 된 재료 분리를 포함합니다. 도구와 작업 조각 사이의 상대적 움직임,그리고 프로세스 매개 변수들을 정확하게 조작합니다.이 제조 방식은 예외적인 차원 정확성 (마이크로미터 내의 허용량), 우수한 표면 품질,그리고 금속, 플라스틱, 세라믹 등 다양한 재료를 처리할 수 있습니다..
역사적으로, 가공은 원시적인 도구를 사용하여 물질을 형성하는 고대 문명으로 거슬러 올라갑니다.18세기 산업혁명 때 증기동 기계 도구를 통해 일어난 중요한 산업화와 함께현대 가공은 컴퓨터 수치 제어 (CNC) 시스템, 멀티 축 기능 및 고속 처리 기술을 포함하도록 진화했습니다.
2제조업 기계화물
2.1자동화 수준별로
수동 가공: 작업자가 lathes, 밀러 및 드릴 프레스와 같은 가공 장비를 직접 제어하는 전통적인 접근 방식. 이 방법은 소량 생산, 프로토타입 제작,그리고 전문 부품 수리, 하지만 운영자의 기술에 크게 의존하고 자동화 시스템에 비해 낮은 일관성을 제공합니다.
컴퓨터 수치 제어 (CNC) 가공: 미리 프로그래밍된 컴퓨터 명령이 장비의 움직임과 동작을 제어하는 자동화 과정.CNC 시스템은 디지털 디자인 (일반적으로 CAD 모델) 을 기계가 읽을 수 있는 코드 (G 코드) 로 변환합니다., 특이한 반복성을 가진 다자 축 움직임을 지시. CNC 기술은 복잡한 기하학 생산, 대용량 제조,인적 개입을 줄이고 품질을 유지합니다..
2.2생산 규모에 따라
제조 작업은 부피에 따라 분류되며 가공 접근 방식 선택에 영향을 미칩니다.
단일 단위 생산: 특수 장비, 프로토타입 제작 또는 유지 보수 작업에서 전형적인 최소한의 반복으로 개별 구성 요소의 사용자 지정 제조.
대량 생산: 동일한 부품의 그룹이 함께 생산되는 중간 양의 제조, 유연성을 유지하면서 프로세스 최적화를 허용합니다.
대량 생산: 표준화 된 부품의 대량 제조, 전용 장비, 최적화된 프로세스 및 최소한의 설정 변경으로 특징입니다.
3기본 가공 과정
3.1. 1차 가공 작업
| 공정 | 주요 기능 | 전형적 사용법 | 차원 허용 |
| 회전 | 고정된 절단 도구에 대한 회전 작업 조각 | 원통 부품, 바퀴, 베어링 | ±0.025mm 이상 |
| 밀링 | 정지된 작업재에 반해서 회전하는 다점 도구 | 평면, 윤곽, 슬롯, 복잡한 기하학 | ±0.05mm 이상 |
| 뚫기 | 실린더 모양의 구멍을 만드는 것 | 볼트 구멍, 고정 장치 패턴, 내부 통로 | ±0.075mm 이상 |
| 밀링 | 회전용 바퀴로 가려내는 가려물 제거 | 고 정밀 마감, 단단한 허용 표면 | ±0.0025mm 이상 |
| 지루해 | 기존 구멍을 확대 | 정밀 내부 지름, 베어링 좌석 | ±0.01mm 이상 |
3.2첨단 및 비전통적 프로세스
전기 방출 가공 (EDM): 전극과 작업 조각 사이의 제어 된 전기 방출을 사용하여 물질을 침식합니다.특히 딱딱한 재료와 복잡한 기하학에 있어서.
레이저 처리: 절단, 용접 및 표면 처리를 위해 초점을 맞춘 레이저 빔을 사용하며 비 접촉 처리 및 최소한의 열 왜곡을 제공합니다.
정밀 및 초정밀 가공: 광학 분야의 전문 응용 분야를 위해 예외적인 정확성 (마이크로미터 또는 나노미터 내에서) 및 우수한 표면 완공을 달성하는 고급 접근법,항공우주그리고 전자제품
4기계 시스템 부품 및 기술
4.1장비 및 도구
현대 기계 작업은 기본 수동 기계에서 고급 CNC 센터에 이르기까지 다양한 장비를 사용합니다.
CNC 가공 센터: 자동 도구 변경 기능을 갖춘 여러 작업 (밀링, 굴착, 터핑) 을 수행 할 수있는 통합 시스템.
턴링 센터: CNC 제어, 실시간 도구 및 2차 작동 기능을 갖춘 고급 턴.
멀티 축 시스템: 단일 설정에서 복잡한 기하학 생산을 가능하게하는 5 축 가공 센터, 위치 오류를 크게 줄이고 효율성을 향상시킵니다.
절단 도구는 중요한 시스템 요소이며 선택은 다음을 기준으로 합니다.
작업 조각 재료의 호환성
도구 기하학 및 코팅 기술
생산 요구 사항 및 최적화 목표
4.2지원 기술
컴퓨터 지원 설계/제조 (CAD/CAM): 디지털 설계가 기계 지침으로 변환되도록 하는 통합 시스템, 복잡한 부품 프로그래밍 및 프로세스 최적화를 촉진합니다.
도구 및 고정: 가공 작업 중에 작업 조각의 정확한 위치와 안정성을 보장하는 특수 작업 보유 장치.
측정 및 검사: 좌표 측정 기계 (CMM), 레이저 스캐너,크기의 정확성과 품질을 확인하는 표면 프로필로미터.
5- 기계공업의 제조를 위한 설계
5.1기본 설계 고려 사항
기계 부품 설계의 성공은 여러 가지 요인을 고려해야 합니다.
기하학적 실현 가능성: 설계된 특징을 표준 기하학으로 절단 도구에 물리적으로 접근 할 수 있도록 보장합니다.
차원 허용: 제조 능력과 비용 고려에 균형 잡힌 적절한 허용을 지정합니다.
표면 완공 요구 사항: 가동 가능한 가공 완공을 고려하면서 기능적 필요에 따라 필요한 표면 특성을 정의합니다.
5.2디자인 최적화 원칙
표준화된 특징: 일반적인 구멍 크기, 스레드 유형 및 기하학을 사용하여 특수 도구 요구 사항을 최소화합니다.
접근성 및 공백: 특히 내부 기능 및 깊은 구멍에 대한 가공 작업에 적절한 도구 접근 및 공백을 보장합니다.
재료 선택: 기능적 요구 사항, 가공성 등급 및 비용 고려 사항에 기초하여 적절한 재료를 선택합니다.
6가공에 대한 재료 고려
6.1작업 부품 재료
- 가공 과정에는 다양한 재료가 적용되며 각 재료는 고유한 고려 사항을 제시합니다.
- 금속 및 합금: 알루미늄, 강철, 티타늄 및 특수 합금, 재료 특성에 따라 가공성이 크게 달라집니다.
- 플라스틱 및 폴리머: 수정 된 절단 매개 변수, 도구 기하학 및 종종 금속 가공과 다른 냉각 접근 방식을 요구합니다.
- 첨단 재료: 복합재, 세라믹, 그리고 특수 도구와 기술을 필요로 하는 경화 된 강철을 포함한다.
6.2가공 가능성 요인
- 재료 가공성은 여러 가지 특성에 달려 있습니다.
- 절단 힘과 도구 마모에 영향을 미치는 경화와 강도
- 열 생성 및 분산에 영향을 미치는 열 특성
- 표면 마무리 능력과 칩 형성을 결정하는 미세 구조
7- 기계공업의 품질 보장
7.1프로세스 제어
효율적인 가공 작업은 포괄적인 품질 관리를 구현합니다.
프로세스 계획: 가공 순서, 매개 변수 및 도구 선택의 체계적인 개발.
프로세스 내 모니터링: 생산 중에 도구 마모, 차원 정확성 및 표면 품질의 실시간 추적.
통계적 프로세스 제어: 지정된 품질 매개 변수 내에서 일관된 출력을 유지하기 위해 모니터링 기술을 구현합니다.
7.2검사 및 검증
제1조 검사: 초기 생산 부품의 모든 설계 사양에 대한 포괄적인 검증
차원 측량학: 적절한 기기와 기술을 사용하여 중요한 특징의 정밀 측정.
표면 무결성 평가: 표면 완성도, 지형 및 잠재적인 지하 변화 평가.
8가공공업의 산업용
가공은 거의 모든 제조 부문에 특수한 응용 프로그램을 제공합니다.
자동차 산업:엔진 부품, 변속기 부품, 제동 시스템 요소 및 전문 장착장치
항공우주분야:엄격한 품질 요구 사항이있는 구조적 항공기 구성 요소, 터빈 엔진 부품 및 비행 중요 시스템.
의료기기 제조:외과 기기, 임플란테블 기기, 진단 장비는 특별한 정확성과 표면 완성도를 필요로 합니다.
전자 산업:반도체 처리 장비, 커넥터 부품 및 열 분산 솔루션
산업용 장비:여러 분야에 걸쳐 기계 부품, 도구 시스템 및 유지보수 부품.
9선진적 추세와 미래 방향
9.1기술 발전
스마트 머신링: IoT 센서, 실시간 모니터링 및 적응 제어 시스템을 통합하여 실제 조건에 따라 프로세스를 최적화합니다.
하이브리드 제조: 복잡한 부품 생산을 위한 통합 시스템에서 첨가 및 깎아내는 접근법을 결합합니다.
지속 가능한 가공: 에너지 소비를 줄이고 폐기물을 최소화하며 환경 친화적인 냉각/유유 접근 방식을 사용하는 기술을 구현합니다.
9.2능력의 발전
마이크로 기계: 의료, 전자 및 광학 응용 프로그램에 대한 극히 작은 기능의 생산을 가능하게하는 기술.
고속 가공: 고도의 접근법으로 물질 제거율을 크게 높이고 정확성과 표면 품질을 유지합니다.
디지털 통합: 디자인부터 생산 계획과 실행에 이르기까지 디지털 스레드를 종합적으로 구현합니다.
