절단 후 실에 잔물결이 나타나는 이유는 무엇입니까? 이 표시는 CNC 가공 시 진동을 나타냅니다 . 이는 정확성과 밀봉에 영향을 미칩니다. 이번 글에서는 채팅이 발생하는 원인과 이를 방지하는 방법에 대해 알아봅니다.
절단 시스템의 안정성이 떨어지면 실 떨림이 발생합니다. 모든 가공 시스템에는 고유 주파수가 있습니다. 절단력이 해당 주파수와 일치하면 진동이 커집니다. 그러면 공구가 부드럽게 절단되지 않고 튕겨 나옵니다. 그 바운스는 스레드 측면을 따라 익숙한 잔물결 패턴을 만듭니다. 아래 섹션에서는 불안정성의 가장 일반적인 원인을 설명합니다.
재생 진동은 스레딩 시 떨림의 주요 원인입니다. 이는 도구가 이전 진동에 의해 이미 형성된 표면을 절단할 때 발생합니다. 작은 파도가 서로를 강화합니다. 진동은 부품에서 더 크고 강해지며 더 잘 보입니다.
조화 공진은 스핀들 속도와 회전당 이송이 공구 및 공작물의 고유 진동수와 일치할 때 나타납니다. 스레딩 사이클은 고정된 피드로 실행됩니다. 스핀들이 불안정한 밴드 근처에 있으면 공명이 발생합니다.
공구가 전체 패스 동안 맞물린 상태를 유지하기 때문에 나사 가공 중에 이러한 진동이 빠르게 발생합니다. 밀링과 달리 공구는 진동 주기를 깨기 위해 재료를 빠져나갈 수 없습니다. 채터가 시작되면 전체 스레드 길이가 진동을 기록합니다.
지시자 | 그것이 의미하는 것 | 스레드 결과 |
절단 소음 변경 | 진동 영역에 들어가는 도구 | 잔물결이 있는 표면 |
스핀들에 불규칙한 하중이 가해짐 | 이송/속도 불일치 | 열악한 측면 기하학 |
반복되는 물결무늬 | 재생 피드백 | 전체 길이에 걸친 채터 마크 |
동적 불안정으로 인해 마크 사이에 일정한 간격이 생기는 경우가 많습니다. 이 간격은 진동 주파수와 일치합니다. 이 패턴은 스레딩 사이클 중에 공명이 발생했다는 가장 명확한 신호 중 하나입니다.
툴링 문제로 인해 스레딩 중에 떨림 현상이 자주 발생합니다. 과도한 공구 오버행은 강성을 감소시킵니다. 튀어나온 부분이 조금만 증가해도 공구의 고유 진동수는 낮아집니다. 유연한 공구는 일반적인 절삭력 하에서 진동합니다. 나사산 가공에는 높은 측면 접촉이 필요하므로 공구 편향에 더욱 민감합니다.
공구 마모로 인해 절삭력이 증가합니다. 둔한 도구는 재료를 자르는 대신 재료를 밀어냅니다. 이는 저항을 증가시키고 진동을 증폭시킵니다. 마모된 가장자리는 거친 표면, 높은 마찰 및 국부적인 압력 스파이크를 생성합니다. 이러한 모든 조건은 채터링 위험을 증가시킵니다.
기하학 문제도 삽입하십시오. 다양한 재질에 맞게 설계된 칩브레이커는 칩을 올바르게 형성하지 못할 수 있습니다. 칩 흐름이 좋지 않으면 절삭력이 일정하지 않게 됩니다. 인서트 노즈 반경도 안정성에 영향을 미칩니다. 반경이 너무 크면 참여도가 높아집니다. 반경이 너무 작으면 팁 강도가 약해집니다.
Condition | 권장 한도 | 채터리스크 |
강철 보링 바 | 직경의 최대 3배 | 중간 |
초경 보링 바 | 최대 5× 직경 | 낮은 |
마모된 인서트 | 수명 종료 | 매우 높음 |
잘못된 기하학 | 잘못된 칩브레이커 | 높은 |
잘못된 공구 홀더와 느슨한 클램핑 나사도 불안정성의 원인이 됩니다. 나사 가공에는 인서트와 홀더 사이의 긴밀한 기계적 접촉이 필요합니다. 모든 움직임은 진동 진폭을 증가시킵니다.
깨끗한 스레드에는 안전한 워크홀딩 설정이 필수적입니다. 공작물이 조금만 이동하면 나사산 프로파일이 왜곡됩니다. 척 조는 작업물을 단단하고 균일하게 고정해야 합니다. 제대로 가공되지 않은 소프트 조는 안정적인 지지력을 제공하지 못하는 경우가 많습니다.
벽이 얇은 부품은 나사 가공 중에 휘어집니다. 절단 압력을 받으면 벽이 공구에서 구부러집니다. 다음 패스는 예상보다 깊게 절단됩니다. 일관되지 않은 참여는 잡담의 파도를 만들어냅니다. 심압대나 안정 받침대로 얇은 부분을 지지하면 안정성이 향상됩니다.
중앙 구멍도 중요합니다. 손상되었거나 얕은 구멍으로 인해 라이브 센터와의 올바른 접촉이 불가능합니다. 완전한 지지가 없으면 작업물이 진동합니다. 그 진동은 나사산 측면으로 직접 전달됩니다.
워크홀딩 문제 | 스레딩 중 효과 | 공통 결과 |
느슨한 척 그립 | 공작물 이동 | 잘못 정렬된 스레드 프로파일 |
벽이 얇은 부품 | 벽 처짐 | 파도 패턴 |
손상된 중앙 구멍 | 열악한 지원 | 고진폭 채터 |
워크홀딩은 가공 시스템의 강성을 정의합니다. 견고한 설정은 절삭력을 흡수하는 데 도움이 됩니다. 약한 설정은 이를 증폭시킵니다.
기계 상태는 나사 가공 품질에 큰 영향을 미칩니다. 수평이 아닌 CNC 선반은 가이드웨이에 고르지 않은 하중을 경험합니다. 정렬 불량으로 인해 절단 중에 진동이 발생합니다. 마모된 베어링이나 느슨한 슬라이드도 움직임을 공구에 전달합니다.
G76과 같은 나사 가공 사이클에는 적절한 매개변수가 필요합니다. A 값이 잘못되면 인서트가 양쪽 측면에서 절단됩니다. 이는 절단력을 증가시키고 채터링을 촉진합니다. 잘못된 P 값은 패스 전반에 걸쳐 고르지 않은 깊이 분포를 생성합니다. 이러한 불안정성은 스레드 표면에 직접적으로 나타납니다.
냉각수 흐름은 열과 윤활에 영향을 미칩니다. 절삭유 방향이 좋지 않으면 마찰이 증가합니다. 마찰이 높으면 저항이 증가합니다. 저항은 진동을 증가시킵니다. 일관된 절삭유 적용으로 절삭 온도를 안정적으로 유지하고 힘 스파이크를 줄입니다.
설정 오류 | Chatter가 발생하는 이유 | 영향 |
기계가 수평을 이루지 않음 | 정렬 불량으로 인해 진동이 증가합니다. | 일관되지 않은 피치 |
잘못된 G76 매개변수 | 잘못된 공급 방향 | 거친 표면 |
약한 냉각수 흐름 | 더 높은 마찰 | 과도한 열 |
이러한 설정 문제는 프로덕션 환경에서 Chatter 사례의 상당 부분을 차지합니다.
스레드 잡담은 모양보다 더 많은 영향을 미칩니다. 이는 나사산 조인트의 기능적 동작을 변경합니다. CNC 부품은 하중 분산 및 밀봉 성능을 위해 정밀한 나사산 형상에 의존합니다. 잡담은 둘 다 약화시킵니다.
나사 맞춤은 일정한 피치, 측면 각도 및 작은 직경에 따라 달라집니다. Chatter는 이러한 속성을 왜곡합니다. 도구가 튀는 곳에 높은 지점이 나타납니다. 절삭력이 떨어진 곳에 낮은 지점이 나타납니다. 결합 패스너는 한 번에 빡빡하고 다음 번에는 느슨해집니다.
이러한 불규칙성은 접촉 면적을 감소시킵니다. 접촉 면적이 줄어들면 맞물림이 고르지 않게 됩니다. 이로 인해 마모가 증가하고 조기 나사산 파손이 발생할 수 있습니다.
토크는 예압으로 변환됩니다. 나사산을 따라 마찰이 달라지면 예압이 예측 불가능해집니다. 채터링이 있는 스레드는 동일한 장력에 도달하기 위해 일관성 없는 토크가 필요합니다. 잘못된 예압으로 인해 어셈블리가 느슨해지거나 파손될 수 있습니다.
스레드 상태 | 필요한 토크 | 결과 |
부드러운 실 | 예측 가능 | 안정된 예압 |
지껄이는 실 | 턴마다 다름 | 풀림 위험 |
안전이 중요한 응용 분야에서는 예측 가능한 예압이 필수적입니다. Chatter는 이러한 예측 가능성을 감소시킵니다.
많은 CNC 부품은 실링을 위해 스레드를 사용합니다. 유압 시스템, 공압 시스템 및 압력 용기는 균일한 측면 접촉에 의존합니다. Chatter는 이 접촉을 방해하고 누출 경로를 만듭니다. 구조적 구성요소에서 채터링은 서비스 수명을 단축시키는 응력 집중을 생성합니다.
실에 고르지 않은 하중이 가해지면 장기 피로 성능이 저하됩니다. 내부 모서리와 떨림 자국이 균열 시작점이 됩니다.
채터링 방지에는 균형있고 안정적인 가공 시스템이 필요합니다. 절단 강성에 영향을 미치거나 진동 위험을 증가시키는 모든 요소를 제어해야 합니다. 툴링은 견고하게 유지되어야 하고 워크홀딩은 움직이지 않고 부품을 고정해야 하며 절단 매개변수는 공진이 발생하는 주파수 영역을 피해야 합니다. 이러한 요소들이 함께 작동하면 나사 가공 공정이 더욱 부드럽고 예측 가능해지며 깨끗한 나사 측면을 생산할 수 있습니다. 스레드 채터링 가능성이 훨씬 줄어들고 스레드 정확도와 장기 성능이 모두 크게 향상됩니다.
스레딩은 CNC 가공에서 진동에 가장 민감한 작업 중 하나입니다. 공구는 재료와 지속적으로 접촉하고 있으며 절삭력은 패스 전체에서 일정하게 유지됩니다. 이러한 힘의 변동은 시스템을 통해 반향되어 스레드를 따라 가시적인 파동을 생성할 수 있습니다. 공구가 진동 주기를 깨기 위해 절단을 종료할 수 없기 때문에 수정보다 예방이 더 효과적입니다. 다음 방법은 안정적인 스레딩 프로세스를 구축하기 위한 실용적인 기반을 제공합니다.
절삭 매개변수는 가공 시스템의 동적 동작을 직접 제어합니다. 스핀들 속도, 이송 속도 또는 절삭 깊이의 작은 변화라도 진동 수준을 크게 바꿀 수 있습니다. 스핀들 속도가 낮으면 공구와 공작물이 함께 진동하는 공명 영역을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이송 속도가 높을수록 칩 부하가 증가하여 절삭이 더욱 안정적으로 이루어지고 공구가 표면에서 덜거덕거릴 가능성이 줄어듭니다. 일정한 절삭 깊이를 유지하면 불안정성을 유발할 수 있는 갑작스러운 힘의 급증을 방지할 수 있습니다.
나사산 가공에는 피드가 스레드 피치에 연결되어 있으므로 RPM과 회전당 피드를 신중하게 조정해야 합니다. 선택한 스핀들 속도가 시스템의 고유 진동수와 일치하면 채터링이 빠르게 발생합니다. RPM을 10~20%만 조정하면 공정이 공명 상태에서 벗어날 수 있는 경우가 많습니다. 다양한 재료도 다르게 반응합니다. 알루미늄, 강철, 스테인리스강, 티타늄은 각각 고유한 안정성 창을 가지고 있습니다. 이러한 특성을 이해하면 기계 기술자는 안전한 절단 영역을 선택하고 불안정한 영역을 피할 수 있습니다.
Condition | 조정 | 기대효과 |
고음의 수다쟁이 | 낮은 RPM | 진동 감소 |
푸싱재료 삽입 | 사료 증가 | 클리너 컷 |
도구 건너뛰기 | DOC 감소 | 더욱 원활한 참여 |
도구, 홀더 및 재료에 매개변수를 일치시키면 신뢰성이 향상됩니다. 안정적인 설정 기록을 개발하는 것도 향후 생산을 표준화하는 데 도움이 됩니다.
공구 강성은 진동 저항에 큰 영향을 미칩니다. 튀어나온 부분이 너무 많은 공구는 가벼운 절삭 부하에서도 쉽게 진동합니다. 튀어나온 부분을 줄이면 강성이 증가하고 시스템의 고유 주파수가 위험한 공명 영역에서 멀리 떨어지게 됩니다. 공구가 짧을수록 진동이 줄어들고 나사산 표면이 더 깨끗해집니다. 초경은 강철보다 강성이 높기 때문에 초경 또는 진동방지 보링 바를 사용하면 강성이 더욱 향상됩니다. 진동방지 바에는 진동 에너지를 흡수하고 절단 중 진동을 줄이는 내부 요소가 포함되어 있습니다.
툴홀더 품질도 중요합니다. 균형 잡힌 홀더는 스핀들에서 진동 전달을 줄입니다. 균형이 잘 맞지 않거나 마모된 홀더는 떨림 자국으로 나타나는 미세한 움직임을 유발합니다. 인서트 포켓이 깨끗하고, 나사가 완전히 조여졌으며, 시트가 손상되지 않았는지 확인하는 것이 중요합니다. 인서트 시트가 약간 어긋나도 나사 절삭 시 진동이 확대될 수 있습니다.
작업물 고정은 나사산 품질의 주요 요소입니다. 정확하고 부드러운 조는 그립력을 향상시키고 작업물의 중심을 맞추는 데 도움이 됩니다. 완전한 조 접촉은 굽힘력을 감소시키고 나사 가공 중 편향을 방지합니다. 긴 부품의 경우 심압대 또는 라이브 센터가 자유단을 지지하고 강성을 높입니다. 벽이 얇은 부품의 경우 내부 맨드릴 또는 안정 받침대가 절단 압력으로 인해 벽이 휘어지는 것을 방지합니다. 부품을 지지하면 시스템의 고유 주파수가 증가하여 채터링이 발생할 가능성이 줄어듭니다.
워크홀딩은 부품의 형상과 일치해야 합니다. 잘못된 지지는 전혀 지지하지 않는 것보다 더 많은 진동을 유발합니다. 소프트 조는 가공물의 정확한 직경이나 프로파일과 일치하도록 가공되어야 합니다. 척 압력은 움직임을 방지할 만큼 충분히 높아야 하지만 뒤틀림을 방지할 만큼 낮아야 합니다. 이러한 조정을 통해 각 스레딩 패스 전체에서 부품이 안정적으로 유지됩니다.
스레딩 주기는 정밀한 프로그래밍 논리에 따라 달라집니다. G76 사이클에서는 절입 방향, 깊이 분포, 정삭 여유 및 후퇴 각도와 같은 매개변수가 공구가 재료와 접촉하는 방식을 결정합니다. 잘못된 매개변수로 인해 공구에 과부하가 걸리거나 나사산의 양쪽 측면을 동시에 절단하게 될 수 있습니다. 이로 인해 절삭력이 증가하고 채터링 위험이 크게 높아집니다.
A 값은 도구가 주로 두 측면이 아닌 한 측면을 절삭하도록 지시하여 압력을 줄이고 안정성을 향상시킵니다. P 값은 절단이 여러 패스에 걸쳐 분산되는 방식을 결정합니다. 적절한 마무리 여유를 통해 최종 패스를 통해 남은 재료를 깨끗하게 제거할 수 있습니다. 허용량이 너무 많으면 도구에 과부하가 걸립니다. 너무 적으면 채터 마크가 수정되지 않습니다.
G76 설정 | 목적 | 마감에 미치는 영향 |
값 | 인피드 각도 제어 | 측면 압력 감소 |
P 값 | 절단 스타일을 제어합니다. | 표면 품질 향상 |
마무리 수당 | 최종 깊이 | 부드러운 스레드 측면 |
프로그래밍 개선으로 인해 스레드 마감이 즉각적이고 측정 가능한 개선이 이루어지는 경우가 많습니다. 견고한 툴링, 적절한 워크홀딩 및 최적화된 매개변수와 결합하면 스레드 채터링에 대한 강력한 방어 기능을 형성합니다.
적합성, 기능 또는 신뢰성이 저하되면 Chatter는 용납될 수 없습니다. 제조업체는 스레드 부품이 품질 표준을 충족하는지 여부를 결정하기 위해 특정 기준을 사용합니다.
피치 직경은 맞물림을 제어합니다. ±0.03mm 이상의 드리프트는 채터로 인한 변형을 신호로 나타냅니다. 나사 맞춤이 불안정해집니다. 부품이 조립되지 않거나 하중을 받으면 느슨해질 수 있습니다.
표면 거칠기는 도구가 얼마나 부드럽게 절단되는지를 나타냅니다. 거친 표면은 불안정한 절삭력을 나타냅니다. 거친 측면은 마모를 증가시키고 밀봉 성능을 감소시킵니다.
토크 변화 테스트는 채터가 측면 형상에 어떻게 영향을 미치는지 보여줍니다. 변동이 크면 접촉이 일관되지 않음을 나타냅니다. 이러한 스레드를 사용하는 어셈블리는 서비스 중에 실패할 수 있습니다.
표준 | 허용 한도 | 거부 이유 |
피치 직경 | ±0.03mm | 부적합 위험 |
거 | ≤ Ra 2.0μm | 밀봉 불량 |
토크 변화 | 10% 이하 | 불안정한 예압 |
명확한 기준은 CNC 부품 전반에 걸쳐 일관된 품질을 보장합니다.
스레드 떨림은 진동, 약한 툴링 및 잘못된 설정으로 인해 발생합니다. 안정적인 CNC 매개변수와 견고한 워크홀딩이 이를 방지하는 데 도움이 됩니다. 깨끗한 스레드에는 제어와 규율이 필요합니다. Suzhou Welden Intelligent Tech Co., Ltd.는 정확성을 높이고 부품 성능을 향상시키는 안정적인 가공 솔루션으로 이를 지원합니다.
A: 진동이 절단부에 들어가면 채터링이 발생합니다. 이는 CNC 부품의 나사 정밀도에 영향을 미치며 CNC 가공의 불안정한 절삭 조건에서 발생합니다.
A: 마모된 인서트나 긴 오버행으로 인해 안정성이 저하됩니다. 이러한 문제는 나사 가공 중 진동을 증가시키고 CNC 부품의 품질을 저하시킵니다.
답: 그렇습니다. 워크홀딩이 약하면 부품이 움직일 수 있습니다. 이 움직임은 고르지 않은 나사산을 생성하고 CNC 부품의 신뢰성을 저하시킵니다.
A: 속도, 이송, 깊이를 조정하면 공진을 방지하는 데 도움이 됩니다. 이러한 변경으로 인해 스레딩 프로세스가 안정적으로 유지되고 CNC 부품 일관성이 향상됩니다.
