가공 공정의 종류: 원리, 방법 및 응용 분야

가공은 원자재를 완제품과 정밀한 구성 요소로 변환하는 현대 제조의 기본적인 부분입니다. 가공 프로세스에는 제어된 절단 작업으로 재료를 제거하는 것이 포함됩니다. 이 기사에서는 제조 엔지니어와 기술자가 매일 사용하는 다양한 가공 프로세스에 대한 자세한 가이드를 제공합니다.

가공이란 무엇입니까?

가공은 다양한 절삭 공구, 연마제 또는 화학 공정을 사용하여 원자재에서 재료를 제어하여 제거하는 것으로 정의됩니다. 이 공정은 칩이나 폐기물을 생성하며 높은 수준의 정확도와 원하는 표면 마감을 달성하기 위해 신중한 계획이 필요합니다. 가공은 삭감 제조 방법으로 간주됩니다. 첨가제 제조, 자동차, 항공우주, 의료기기 제조 등 정밀 부품이 필요한 산업에서 널리 사용됩니다.

가공 공정의 종류

기계 가공 공정은 기존 기계 가공 공정과 비전통적 기계 가공 공정의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

기존 가공 공정

기존 가공 공정은 제조에 사용되는 전통적인 방법입니다. 이러한 방법은 공작물과 직접 접촉하고 물리적 힘을 사용하여 재료를 제거하는 도구를 포함합니다. 이 그룹의 기술에는 선삭, 드릴링, 밀링, 연삭, 플래닝, 톱질 및 브로칭이 포함됩니다. 각 공정은 특정 기계와 기술을 사용하여 목표를 달성합니다.

선회

선삭은 고정된 공구를 사용하여 회전하는 작업물을 성형하는 공정입니다. 절삭 공구. 선삭에서 기계 공구(일반적으로 선반)는 절삭 공구가 외부 표면에서 재료를 제거하는 동안 작업물을 회전시킵니다. 엔지니어는 다음과 같은 이유로 선삭을 사용합니다.

• 모양 생산: 선삭을 하면 원통형 모양, 테이퍼, 나사산, 홈 등이 생성됩니다.
• 와이드 응용 프로그램 : 제조업체는 자동차, 항공우주, 목공 등의 산업에서 선삭을 사용합니다.
• 현대 기술: 현대적인 선삭 작업에는 종종 프로그래밍된 정밀도로 프로세스를 자율적으로 실행할 수 있는 CNC 기계가 사용됩니다.

주요 장비:

• 선반(예: 포탑, 엔진, CNC 선반)

예제 응용 프로그램:

• 캠샤프트와 간판을 만듭니다.
• 악기 및 스포츠 장비 가공.

교련

드릴링은 드릴 비트가 작업물을 절단하여 구멍을 만드는 프로세스입니다. 엔지니어는 이 프로세스가 다양한 재료에서 깨끗하고 수직으로 방향이 잡힌 구멍을 생성하기 때문에 드릴링을 선택합니다.

• 드릴 비트의 다양성: 파일럿 드릴링이나 칩 제거를 제어하는 ​​데 도움이 되는 펙 드릴링과 같은 특수 용도에 사용할 수 있는 다양한 드릴 비트가 있습니다.
• 산업용 : 드릴링은 의료기기 제조, 건설, 전자 산업에서 흔히 사용됩니다.

주요 장비:

• 드릴 프레스 및 CNC 드릴링 머신

예제 응용 프로그램:

• 조립 목적이나 미적 디자인을 위해 구멍을 뚫습니다.
• 리머와 보링 도구를 사용하여 파일럿 홀을 만들고 홀을 확대합니다.

갈기

밀링은 회전하는 멀티 포인트 커터를 사용하여 고정된 작업물에서 재료를 제거합니다. 이 공정은 수동 및 CNC 형태로 존재하여 복잡한 모양을 절단하는 데 다양성을 제공합니다.

• 다양한 유형의 밀: 엔지니어는 사용합니다 엔드밀, 나선형 밀, 챔퍼 밀은 다양한 방향으로 배치할 수 있습니다.
• 복잡한 기하학의 생산: 밀링은 엄격한 허용 오차 사양을 충족하는 기어, 슬롯, 홈 및 복잡한 윤곽을 만듭니다.

주요 장비:

• 밀링 머신 (수동 및 CNC, 수직 및 수평)

예제 응용 프로그램:

• 자동차 및 항공우주 산업의 부품 가공.
• 제조 공장에서 세부적인 구성 요소 기하학을 생산합니다.

연마

연마 연마 휠을 사용하여 소량의 재료를 제거하고, 표면 마감을 개선하고, 원하는 치수 정확도를 달성하는 마무리 공정입니다. 제조업체는 최종 조립 또는 추가 처리 전에 매우 매끄러운 표면이 필요할 때 연삭에 의존합니다.

• 다양한 분쇄 방법: 이 공정에는 원통 연삭이 포함됩니다. 센터리스 연삭.
• 정밀도에 집중: 연삭은 공구 제작과 정밀 가공에 필수적입니다.

주요 장비:

• 그라인딩 머신 (원통형 또는 중심 없는 디자인)

예제 응용 프로그램:

• 정밀 부품에 매끄러운 표면을 생성합니다.
• 래핑, 연마 또는 추가 마무리 작업을 위해 표면을 준비합니다.

기획

플래닝은 선형 절단 동작을 통해 재료에 크고 평평한 표면을 만드는 데 사용됩니다. 이 공정은 직선을 따라 재료를 제거하며 종종 대형 패널이나 무거운 작업물 제조의 첫 번째 단계입니다.

• 대형 작업물의 효율성: 평면 가공은 넓은 평면에서 재료의 부피를 줄입니다.
• 이후 프로세스: 엔지니어는 스크래핑과 같은 마무리 공정을 하기 전에 기획 단계를 사용합니다.

주요 장비:

• 플래닝 머신

예제 응용 프로그램:

• 건설에 사용되는 대형 패널을 제조합니다.
• 추가 가공 공정을 위해 평평한 표면을 준비합니다.

제재

톱질은 작업물을 더 작은 부분으로 나누는 절단 공정입니다. 엔지니어는 톱질을 사용하여 과도한 낭비 없이 더 짧은 길이의 재료를 생산하는 정밀한 절단을 생산합니다.

• 톱 유형의 범위: 제조업체는 밴드톱, 쇠톱, 원형톱을 생산합니다.
• 속도 다양성: 이 과정은 재료의 경도에 따라 다양한 속도로 진행될 수 있습니다.

주요 장비:

• 다양한 톱질 기계

예제 응용 프로그램:

• 맞춤 제작을 위한 재료 절단.
• 이후의 기계 가공을 위해 금속이나 목재 조각을 준비합니다.

꿰매

브로칭은 브로치라는 톱니 도구를 사용하여 한 번의 패스로 재료를 제거하는 공정입니다. 브로치는 점점 커지는 이빨을 가지고 있으며, 이 공정은 종종 유압 프레스를 사용하여 실행됩니다.

• 두 가지 주요 방법: 제조업체는 작업물의 형상에 따라 풀 브로칭과 푸시 브로칭을 모두 사용합니다.
• 주요 기능의 생산: 브로칭은 정사각형 구멍, 키웨이, 스플라인을 만드는 데 적합합니다.

주요 장비:

• 브로칭 머신(유압 프레스 타입 머신)

예제 응용 프로그램:

• 기어 스플라인 등 자동차 부품 가공.
• 중장비 부품에 키웨이와 슬롯을 만듭니다.

추가적인 기존 프로세스

기존의 가공에는 다음과 같은 2차 작업도 포함됩니다.

• 태핑: 미리 뚫어 놓은 구멍에 탭이 내부 나사산을 형성하는 과정입니다.
• 리밍: 구멍의 직경 정확도를 개선하는 데 사용되는 방법.
• 랩핑： 연마제를 이용하여 표면을 문질러서 다듬는 마무리 기법입니다.
• 성형 및 널링: 추가적인 표면 질감을 제공하거나 기본적인 기하학적 모양을 수정하는 프로세스입니다.

엔지니어는 작업물의 구체적인 허용 오차 및 표면 마감 요구 사항을 기준으로 이러한 작업을 선택합니다.

비전통적인 가공 공정

비전통적 가공 공정은 기존의 물리적 절삭 공구에 의존하지 않습니다. 대신 이러한 방법은 열, 전기, 화학 물질 또는 고압 흐름과 같은 다양한 형태의 에너지를 사용하여 재료를 제거합니다. 이러한 현대적 공정은 정밀성과 단단하거나 취성 있는 재료로 작업하는 능력으로 유명합니다.

방전 가공(EDM)

EDM은 전기 스파크를 사용하여 작업물에서 재료를 침식하는 가공 프로세스입니다. 엔지니어는 EDM을 선택하는 이유는 높은 정확도와 거의 기계적 도구 마모 없이 복잡한 모양을 생산할 수 있기 때문입니다.

• 스파크 침식 방법: EDM은 빠른 전기 방전을 사용해 재료를 제거하는 미세 공동을 만듭니다.
• 재료 제한: 이 공정에는 작업물이 전기 전도성을 가져야 합니다.

주요 장비:

• EDM 기계(다이 싱킹 및 와이어 EDM 변형)

예제 응용 프로그램:

• 복잡한 생산 사출 금형 그리고 죽는다.
• 항공우주 분야의 고정밀 부품 가공 및 공구 제작.

화학 가공

화학적 가공은 선택된 영역을 용해하는 화학 용액에 작업물을 담그는 것을 포함합니다. 제조업체는 기계적 변형 없이 매끄러운 표면 마감이 필요할 때 이 공정을 선택합니다.

• 제어된 에칭: 화학적 가공은 강한 산이나 부식제를 사용하여 재료를 균일하게 제거합니다.
• 안전 및 정밀도: 작업자는 원하는 깊이와 폭의 절단을 달성하기 위해 반응을 제어합니다.

주요 장비:

• 화학 탱크, 가열 코일, 교반기 및 고정물

예제 응용 프로그램:

• 섬세한 스크린과 정밀한 부품을 생산합니다.
• 금속 표면에 세부적인 조각품을 만듭니다.

전기화학 가공(ECM)

ECM은 전기 에너지와 화학 작용을 결합하여 작업물에서 재료를 제거하는 프로세스입니다. 엔지니어는 뛰어난 표면 마감 처리로 매우 단단한 금속을 가공해야 할 때 ECM을 선호합니다.

• 역 전기 도금 원리: ECM은 불꽃을 사용하여 물질을 태우는 것이 아니라 전기 분해 과정을 통해 물질을 용해하여 제거합니다.
• 대량 생산 사용: ECM은 초기 설정이 완료되면 많은 부품을 효율적으로 생산하는 데 적합합니다.

주요 장비:

• 전도성 액체 회로를 갖춘 ECM 기계

예제 응용 프로그램:

• 터빈 블레이드와 복잡한 항공우주 부품을 가공합니다.
• 미세한 특징과 거울과 같은 마감 처리가 된 부품을 생산합니다.

연마제 제트 가공

연마 제트 가공은 연마 입자와 결합된 고속 가스 흐름을 사용하여 작업물에서 재료를 침식합니다. 작업자는 작업물이 열과 압력에 민감할 때 이 방법을 선택합니다.

• 비열 공정: 연마제 분사 가공은 최소한의 열을 발생하므로 고온을 견딜 수 없는 재료에 이상적입니다.
• 다양성: 이 공정은 기존 기계로는 접근하기 어려운 표면에도 도달할 수 있습니다.

주요 장비:

• 연마제 분사기, 가스 압축기 및 필터

예제 응용 프로그램:

• 성형된 플라스틱의 분리선을 제거합니다.
• 민감한 전자 부품의 조각이나 제거.

초음파 가공

초음파 가공 연마 입자 슬러리와 함께 고주파 진동을 적용하여 작업물에서 재료를 부드럽게 제거합니다. 엔지니어는 취성 및 민감한 재료를 처리하는 능력 때문에 초음파 가공을 선택합니다.

• 낮은 진폭 진동: 이 공정에서는 작업물을 손상시키지 않고 고정밀 절단을 달성하기 위해 작은 진동을 사용합니다.
• 정교한 마무리: 초음파 가공은 단단하거나 섬세한 소재에도 매끄러운 마감을 만들어낼 수 있습니다.

주요 장비:

• 초음파 발생기 및 연마 슬러리 시스템

예제 응용 프로그램:

• 광학 부품 및 정밀 유리 부품 가공.
• 엄격한 허용 오차 범위 내에서 의료 기기 구성품을 생산합니다.

레이저 빔 가공(LBM)

LBM은 초점이 맞춰진 레이저 빔을 사용하여 작업물에서 재료를 녹이고 제거합니다. 이 공정은 매우 유연하며 절단 및 드릴링 응용 프로그램 모두에 사용할 수 있습니다.

• 열 기반 절단: 레이저 빔은 작업물 재료를 빠르게 가열하고 증발시킵니다.
• 복잡한 기하학: LBM은 빔을 아주 미세하게 초점을 맞출 수 있기 때문에 복잡한 모양과 작은 디테일을 처리하는 데 적합합니다.

주요 장비:

• 레이저 절단 및 드릴링 시스템

예제 응용 프로그램:

• 강철 부품의 표시, 조각 및 트리밍.
• 전자 및 의료 장비에 복잡한 디자인을 적용합니다.

추가 비전통적 방법

제조업체가 사용하는 기타 비전통적 방법은 다음과 같습니다.

• 워터젯 가공: 이 방법은 열을 발생시키지 않고 재료를 절단하기 위해 종종 연마재와 섞인 고압 물줄기를 사용합니다.
• 이온 빔 가공(IBM): IBM은 가속 이온을 사용하여 분자 수준에서 작업물의 표면을 변경합니다. 이 방법은 전자 및 광학 산업에서 사용됩니다.
• 플라스마 아크 가공(PAM): PAM은 이온화된 가스를 사용하여 단단한 금속을 절단합니다. 스테인리스 스틸 및 유사한 소재에 대한 깨끗하고 정밀한 절단으로 선호됩니다.
• 전자 빔 가공(EBM): EBM은 전자를 집중시켜 매우 작고 섬세한 부위에서 재료를 제거합니다. 일반적으로 마이크로 마무리 작업에 사용됩니다.
• 마이크로 머시닝: 이 전문적인 공정에는 마이크로 터닝, 마이크로 밀링, 마이크로 연삭이 포함되며, 극도로 정밀한 미크론 수준의 부품을 생산하는 데 사용됩니다.

기존 가공 vs. 비기존 가공

제조업체는 종종 기존 및 비전통적 가공 방법 중에서 선택해야 합니다. 우리는 다양한 필수 요소에 대해 두 가지 유형을 비교합니다.

속성	기존 가공	비 전통적인 가공
접촉 메커니즘	공구와 작업물 사이의 직접 접촉	직접적인 물리적 접촉 없음; 재료는 열, 침식 또는 화학 반응에 의해 제거됩니다.
재료 적합성	부드럽고 연성이 있는 소재에 가장 적합합니다.	단단하고 부서지기 쉬운 재료 또는 이국적인 재료에 가장 적합
공구 마모	마찰로 인해 도구 마모가 심각합니다.	기계적 접촉이 없기 때문에 도구 마모가 최소화됩니다.
Precision	종종 제거율이 더 높은 부품을 생산하지만 정확도가 낮을 ​​수 있습니다.	재료 제거에 대한 정밀한 제어로 매우 정밀한 부품을 생산합니다.
설치 비용	일반적으로 표준 기계를 사용하기 때문에 낮습니다.	일반적으로 전문 장비로 인해 더 높습니다.
속도	직접 소재 제거로 인한 더 빠른 절단 속도	재료가 미세한 수준에서 제거되므로 프로세스가 더 느립니다.

모든 제조업체는 재료 특성, 설계 복잡성, 비용 고려 사항 및 필요한 표면 마감과 같은 요인에 따라 올바른 공정을 선택합니다. 각 공정에는 프로젝트 요구 사항에 따라 균형을 맞춰야 하는 강점과 트레이드오프가 있습니다.

맞춤형 부품을 위한 CNC 가공 서비스

이제 여러분은 다양한 가공 프로세스와 그 고유한 장점에 대한 확실한 이해를 얻었을 것입니다. 선도적인 CNC 머시닝 서비스 중국에 본사를 둔 공급업체인 BOYI TECHNOLOGY는 맞춤형 고정밀 구성품을 제공하는 이상적인 파트너입니다.

At 보이테크놀로지, 우리는 수백 대의 고급 3축, 4축, 5축 및 다기능 CNC 기계를 운영하여 복잡한 제조 작업을 빠르고 정밀하게 처리할 수 있습니다. 우리는 빠른 처리 시간과 최고 수준의 품질을 보장합니다. 프로젝트 요구 사항이 아무리 독특하거나 복잡하더라도 우리는 귀하의 정확한 요구 사항을 충족하는 맞춤형 가공 솔루션을 제공합니다.

문의하기 오늘 BOYI TECHNOLOGY를 귀사의 신뢰할 수 있는 제조 파트너로 삼으세요.

가공 공정 선택에 영향을 미치는 요소

올바른 가공 공정을 선택하는 것은 간단한 문제가 아닙니다. 기존 방식과 비전통적 방식 모두 장단점이 있습니다. 엔지니어와 제조업체가 적절한 방식을 선택할 때 고려하는 주요 요인 목록은 다음과 같습니다.

• 자료 유형 : 재료의 경도, 취성, 전도성은 기존 공정이 더 나은지, 비전통적 공정이 더 나은지에 영향을 미칩니다.
• 필요한 표면 마감: 고정밀 또는 매끄러운 마감을 위해서는 연삭, EDM, ECM과 같은 공정이 필요할 수 있습니다.
• 기하학적 복잡성: 세부적이거나 복잡한 모양은 레이저 빔 가공이나 초음파 가공과 같은 비접촉 방식으로 처리하는 것이 더 좋습니다.
• 생산량: 대량 생산에는 ECM이나 고속 기존 가공 공정이 선호되는 반면, 맞춤형 또는 소량 생산 부품에는 더 특수화된 방법이 필요할 수 있습니다.
• 도구 수명 및 비용: 다양한 방법에 대한 초기 투자 및 운영 비용은 다양합니다. 전통적인 절삭 공구는 더 빨리 마모되는 경향이 있는 반면, 현대의 비전통적 장비는 더 높은 자본이 필요할 수 있습니다.
• 안전 및 환경 문제: 일부 공정은 열, 불꽃을 발생시키거나 화학 물질을 사용해야 합니다. 안전 조치와 환경 규정은 가공 작업의 선택에 영향을 미칩니다.

각 제조업체는 프로젝트 요구 사항과 이러한 요소를 비교하여 결정을 내리고, 최종 제품이 정확하고 비용 효율적인지 확인합니다.

가공 재료 및 그 적합성

다양한 재료는 가공에 다르게 반응합니다.

자재	적합한 프로세스	노트
알류미늄	밀링, 터닝, 레이저	가공 용이
스테인리스 강	EDM, 터닝, 워터젯	엄격한 설정 및 냉각이 필요합니다.
플라스틱	밀링, 드릴링, 톱질	낮은 공구 마모, 용융 위험
티타늄	EDM, 초음파, 워터젯	전통적인 방법으로는 가공하기 어려움
복합	워터젯, 초음파	박리현상을 방지하기 위해 열을 피하십시오.

산업 전반에 걸친 애플리케이션

기계 가공은 거의 모든 산업에 영향을 미칩니다.

• 항공 우주 : 정밀부품, 터빈날, 패스너.
• 의료 : 수술도구, 임플란트, 보철물.
• 자동차 : 엔진 부품, 기어, 브레이크.
• 전자 제품 : 케이싱, 냉각 시스템, 커넥터.
• 방어: 무장부품, 제어시스템.

가공 공정의 장점과 한계

모든 가공 공정에는 고유한 강점과 약점이 있습니다.

장점

• EDM과 ECM과 같은 많은 공정은 매우 정확한 재료 제거를 제공합니다.
• NC 기반 프로세스는 일관되고 반복 가능한 결과를 제공합니다.
• 밀링이나 터닝과 같은 기존 공정으로 다양한 모양과 치수를 생산할 수 있습니다.
• 비전통적인 방법을 사용하면 전통적인 방법으로는 기계로 가공하기 어려운 단단하고 특이한 소재를 가공할 수 있습니다.
• 연삭, 화학 가공, 레이저 가공과 같은 마무리 공정은 뛰어난 표면 품질을 제공합니다.

제한 사항

• 기존 방식을 사용하면 도구 마모가 심해져 유지 관리 비용이 증가하는 경우가 많습니다.
• 일부 공정에서는 작업물이 특정 전도도나 연성 요구 사항을 충족해야 합니다.
• 비전통적인 방법에는 값비싼 기계가 필요하고 전문 인력이 필요할 수도 있습니다.
• EDM이나 초음파 가공과 같은 일부 고정밀 기술은 기존 방법보다 느리게 작동합니다.
• 화학 가공 및 위험한 화학 물질을 사용하는 기타 공정에는 엄격한 안전 관리가 필요합니다.

맺음말

프로젝트의 특정 요구 사항에 따라 적절한 가공 방법을 선택하는 것은 최고의 효율성과 품질을 보장하는 데 중요합니다. 어떤 가공 방법을 선택하든 빠르고 정확한 제조가 필수적입니다. 프로젝트가 필요한 경우 BOYI TECHNOLOGY는 무료 DFM 분석, 빠른 배송 및 견적을 포함한 포괄적인 CNC 제조 서비스를 제공합니다. 지금 바로 저희에게 연락하세요. [이메일 보호].