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CNC 가공의 내부 코너 반경은 포켓, 슬롯 또는 피처 내부 코너의 반경입니다. 밀링 작업의 경우 절삭 공구가 해당 반경에 맞아야 하기 때문에 반경은 기능이 허용하는 만큼 커야 합니다. 반경이 작을수록 직경이 더 작은 엔드밀을 사용해야 하는데, 이는 견고성이 덜하고 편향이 더 발생하기 쉬우며 가공 시간이 늘어납니다. 일반적인 규칙은 내부 코너 반경을 포켓 깊이의 최소 30% ~ 50%로 설계하는 것이며, 표준 공구의 경우 가급적 0.5mm보다 크게 설계하는 것이 좋습니다. 반경이 크면 표준 공구 크기를 사용할 수 있으며 정삭 패스 수가 줄어듭니다.
주요 시사점
- 작은 내부 코너 반경(<3mm)에는 볼 엔드밀이나 작은 직경의 플랫 엔드밀이 필요한 경우가 많아 공구 마모와 사이클 시간이 늘어납니다.
- 0.5mm보다 작은 반경은 표준 커터로 밀링하기 어렵습니다. 날카로운 내부 모서리에는 EDM 또는 와이어 EDM을 고려하십시오.
- 더 큰 반경(R2, R3, R5)을 사용하면 재료를 더 빨리 제거하고 표면 마감을 개선하는 더 크고 견고한 엔드밀을 사용할 수 있습니다.
- 깊은 포켓의 경우 과도한 공구 돌출 및 편향을 방지하려면 반경이 포켓 깊이의 30% 이상이어야 합니다.
- 여러 모서리에 동일한 반경을 설계하면 공구 교체가 줄어들고 프로그래밍이 단순화됩니다.
- 반경을 지정할 때 항상 R2 또는 R3과 같은 설명선을 사용하여 2D 도면에 표시하고 혼동을 피하기 위해 3D 모델이 정확하게 일치하는지 확인하십시오.
내부 반경이 중요한 이유
내부 코너 반경은 CNC 가공 비용과 품질에 영향을 미치는 가장 영향력 있는 설계 기능 중 하나입니다. 사용할 수 있는 절삭 공구, 필요한 패스 수, EDM과 같은 추가 작업이 필요한지 여부를 직접 결정합니다. 엔지니어는 가공 결과를 이해하지 못한 채 날카로운 내부 모서리(R0)를 지정하는 경우가 많아 비용이 증가하고 리드 타임이 길어지거나 검사 실패로 이어지는 경우가 많습니다.
밀링에서 절삭 공구는 둥글기 때문에 모서리에서 가공할 수 있는 이론적 최소 반경은 공구 직경에 의해 제한됩니다. 매우 날카로운 내부 코너(반경 0)를 생성하려면 플랫 엔드밀의 직경이 무한히 작아야 하는데 이는 비실용적입니다. 대신, 공구의 반경과 동일한 반경으로 코너가 마무리됩니다. 따라서 설계된 반경은 사용 가능한 공구 반경과 일치(또는 초과)해야 합니다. 더 작은 반경이 필요한 경우 작업자는 모서리에 더 작은 엔드밀을 사용하는 경우가 많아 가공 시간과 툴링 비용이 늘어납니다.
반경이 도구 선택에 미치는 영향
코너 반경과 공구 직경 사이의 관계는 간단합니다. 즉, 반경의 내부 코너입니다. R 직경이 2 이하인 커터가 필요합니다.R 여분의 재료를 남기지 않고 모서리에 맞도록 합니다. 예를 들어 R1 코너에는 직경 2mm 이하의 엔드밀이 필요합니다. 그러나 2mm 엔드밀은 10mm 엔드밀보다 견고성이 훨씬 낮습니다. 얕은 패스만 가능하고 방향이 쉽게 바뀌며 빨리 마모됩니다. 이는 가공 시간과 부품 정확도에 직접적인 영향을 미칩니다.
| 필요한 내부 반경(mm) | 최대 공구 직경(mm) | 일반적인 공구 강성 | 상대 가공 비용 |
|---|---|---|---|
| 0.5 | 1.0 | 매우 낮음 | 높음(종종 EDM 사용) |
| 1.0 | 2.0 | 낮은 | 높은 |
| 2.0 | 4.0 | 보통의 | 중간 |
| 3.0 | 6.0 | 좋은 | 낮은 |
| 5.0 | 10.0 | 높은 | 낮은 |
| 10.0 | 20.0 | 매우 높음 | 최저 |
일반적으로 일반 정밀 가공의 경우 3mm 엔드밀(CNC 작업장에서 일반적)을 사용할 수 있도록 내부 코너 반경이 1.5mm 이상이어야 합니다. 프로토타입이나 일회용 부품의 경우 더 작은 반경을 허용할 수 있지만 추가 비용이 발생합니다. 생산 실행의 경우 사이클 시간을 낮게 유지하려면 R3 이상의 반경을 사용하는 것이 좋습니다.
표면 마감 및 공차에 미치는 영향
소형 엔드밀로 깊은 코너를 강제로 절삭하면 공구 편향이 증가합니다. 실제 절단에서는 모서리 하단 근처에 과도한 재료가 남을 수 있으며 해당 영역의 표면 마감이 저하되는 경우가 많습니다. 코너 프로파일에 엄격한 공차(예: ±0.05mm)가 필요한 경우 추가적인 준결승 및 마무리 패스가 필요하며 이로 인해 사이클 시간이 배가됩니다. 반경이 크면 더 적은 패스로 황삭 및 정삭이 가능한 하나의 대형 엔드밀을 사용할 수 있어 추가 작업 없이 더 나은 표면 거칠기(Ra 0.8μm 이하)를 달성할 수 있습니다.
포켓과 슬롯의 모서리에 대한 설계 지침
피처 전체에 걸쳐 균일한 반경
가능하면 동일한 포켓에 서로 다른 반경을 혼합하지 마십시오. 모든 내부 코너는 이상적으로 동일한 반경을 가져야 합니다. 각각의 반경에는 서로 다른 공구 직경이 필요하거나 별도의 코너 밀링 작업이 필요하기 때문입니다. R2, R3 또는 R5(작업장 역량에 따라)로 표준화하면 설정이 단순화되고 도구 변경이 줄어듭니다.
코너 반경과 포켓 깊이
20mm보다 깊은 포켓의 경우 적절한 공구 도달을 위해 필요한 내부 반경이 증가합니다. 경험 법칙: 코너 반경 ≥ 0.3 × 포켓 깊이. 예를 들어, 깊이가 30mm인 포켓의 내부 반경은 R9(또는 이상적으로는 R12)보다 작지 않아야 합니다. 이는 과도한 돌출을 방지하고 공구를 견고하게 유지합니다.
하단 반경과 벽 반경
포켓에 바닥이 있는 경우 볼 엔드밀이나 불노즈 커터를 사용하여 가공하려면 벽과 바닥 사이의 전환에도 반경이 필요합니다. 날카로운 하단 코너가 필요한 경우 EDM이나 날카로운 코너가 있는 플랫 엔드밀이 필요할 수 있는데 이는 매우 어렵습니다. 설계자는 가능할 때마다 하단에 모깎기를 지정해야 합니다(예: R1 또는 R2).
날카로운 내부 모서리에 EDM을 사용하는 경우
일부 부품에는 밀봉 표면, 다이 캐비티 또는 날카로운 모서리 응용 분야와 같이 날카로운 내부 모서리(R0.1 이하)가 절대적으로 필요합니다. 이러한 경우 기존 밀링으로는 필요한 선명도를 얻을 수 없습니다. 와이어 EDM 또는 싱커 EDM은 거의 완벽한 90° 내부 모서리를 생성할 수 있지만 상당한 비용과 리드 타임이 추가됩니다. 엔지니어는 기능적으로 필요한 경우에만 날카로운 모서리를 지정해야 하며 EDM이 필요하다는 점을 도면에 명확하게 표시해야 합니다.
도면에 반경 요구사항을 전달하는 방법
2D 도면에서는 모든 내부 반경의 치수를 해당 값(예: R3)으로 지정해야 합니다. 모든 반경이 동일하면 단일 메모