CNC 가공 시간의 정확한 계산은 프로젝트 계획, 일정 실행 및 비용 평가에 중요한 역할을 합니다. 많은 기계공들이 사이클 시간을 정확하게 평가하는 데 어려움을 겪습니다. 이는 일반적으로 작업 속도 저하 및 예상치 못한 비용 발생으로 이어집니다.
이 블로그 게시물에서는 기본 공식, 최상의 접근 방식은 물론, 가공 시간을 올바르게 계산하기 위한 몇 가지 특별한 팁을 알아볼 수 있습니다.
CNC 가공 시간(사이클 타임)이란 무엇입니까?
간단히 말해 CNC 가공 시간 또는 사이클 시간은 가공 작업을 완료하는 데 필요한 총 시간입니다. 여기에는 모든 절삭 공정, 설정 단계, 공구 교체 및 부품 관리가 포함됩니다.
사이클 시간은 작업의 복잡성에 따라 몇 초에서 몇 분까지 다양합니다. 사이클 시간을 줄이면 생산 비용이 최소화되고 생산성도 향상됩니다.
기본 가공 시간 공식
CNC 가공에서 사이클 시간을 정확하게 평가하려면 기본 공식부터 시작해야 합니다. 하지만 먼저 몇 가지 핵심 용어를 이해해야 합니다.
중요한 변수 설명
정확한 결과를 얻으려면 기본 용어를 아는 것이 매우 중요합니다.
절삭 길이는 공구가 이동하는 총 거리를 의미합니다.
직경 은 공작물의 크기이고 RPM은 스핀들 속도입니다.
회전당 이송량은 스핀들이 한 바퀴 회전할 때 공구가 이동하는 양입니다.
기본 공식
이 기본 공식을 사용하면 가공 시간을 계산할 수 있습니다.
가공 시간 = 절삭 길이 ÷ 이송 속도
이 공식을 사용하면 도구가 주어진 경로를 따라 이동하는 데 걸리는 시간을 나타낼 수 있습니다. 정확한 결과를 얻으려면 인치나 밀리미터와 같이 항상 동일한 단위를 사용해야 합니다.
RPM 계산
시간 공식을 적용하기 전에 스핀들 속도(RPM)를 알아야 합니다. 미터법 측정의 경우 다음 공식을 사용해야 합니다. 스핀들 속도(RPM) = 1000 × 절삭 속도 ÷ (π × 직경).
이 방정식은 직경(mm)과 절삭 속도 (m/min)를 RPM으로 변환합니다.
통합 가공 시간
포괄적인 절단 시간을 위해서는 모든 요소를 추가해야 합니다.
사용법: 가공 시간 = 절삭 길이 ÷ (회전당 이송량 × 회전 속도).
이 공식은 회전 속도와 이송 속도를 통합합니다. 특히 드릴링 및 터닝 작업에 적합합니다.
추가 접근 방식
정확한 예상 시간을 구하려면 가공 시간 = 길이 ÷ 분당 이송 속도 공식을 사용할 수 있습니다.
이 방법을 사용하면 분당 공급량을 이미 알고 있다면 RPM을 계산할 필요가 없습니다. 고급 기계는 이 분당 공급량을 화면에 표시합니다. 이 방법은 빠르고 쉽게 평가하는 데 유용합니다.
CNC 작업 기반 계산
기본 공식은 시작점을 제공하지만, 드릴링, 터닝, 밀링과 같은 모든 CNC 작업에는 고유한 설정이 필요합니다. 각 절차에 대한 다음 단계를 준수하여 가공 시간 계산을 세부적으로 조정할 수 있습니다.
교련
드릴링 시간을 평가할 때 접근 거리를 구멍 깊이에 추가하는 것을 잊지 마세요.
- 예를 들어 구멍 깊이가 0.75인치이고 접근 거리가 0.1인치이면 총 거리는 0.85인치입니다.
- 분당 7인치(IPM)의 공급 속도를 사용하면 계산은 다음과 같습니다. 시간 = 0.85 ÷ 7 = 0.1214분, 이는 약 7.3초와 같습니다.
진입과 절단을 모두 포함하면 드릴링 시간 추정이 향상됩니다.
선회
회전 시간은 동일한 유형의 공식을 따릅니다.
가공 시간 = 총 길이 ÷ (회전당 이송량 × RPM)
회전당 이송량과 RPM도 같은 방식으로 결정됩니다.
직경이 변하는 홈 가공이나 면 가공과 같은 공정의 경우 아래에 주어진 방법을 사용해야 합니다.
- 잘라낸 부분을 직경이 다른 여러 부분으로 나눕니다.
- 각 부분의 시간을 하나씩 계산해 보세요.
이러한 분할된 접근 방식은 특히 스핀들 속도 경계가 절차에 영향을 미칠 때 정확도를 높입니다.
갈기
밀링 시간은 패스 수, 절삭 길이, 이송 속도, 스핀들 속도 등 여러 요인의 영향을 받습니다.
아래 주어진 공식을 적용하세요:
시간 = (절단 길이 × 패스 수) ÷ (회전당 이송량 × RPM)
- 절단 길이 접근, 주요 이동, 추가 이동이 포함됩니다.
- 회전당 피드 는 이빨의 개수와 이빨당 공급량의 곱입니다.
- RPM 커터의 직경과 절삭 속도로부터 얻습니다.
이 모든 값을 합치면 밀링 시간을 정확하게 추정할 수 있습니다.
비절단 시간 고려
가공 시간은 절삭 단계에만 국한되지 않습니다. 전체 견적을 위해 다음 공식을 사용하세요.
총 가공 시간 = 절삭 시간 + 공구 교체 시간 + 설정 시간 + 프로그램 시간
- 절단 시간: 재료를 제거하는 데 소요되는 시간.
- 공구 교체 시간: 일반적으로 2~10분이 소요되며, 이는 설정이 자동인지 수동인지에 따라 달라집니다.
- 설치 시간: 고정, 로딩, 코딩에 소요되는 시간.
- 프로그램 시간: CNC 코드를 실행하는 데 필요한 시간.
해체 단계나 작업자 휴식과 같은 실질적인 측면을 포함하는 것을 잊지 마세요.
At RICHCONN 우리는 장비 교체 자동화 및 설정에 중점을 둡니다. 최적화 가능한 경우. 이 기술은 중요 부품의 가공을 지연 없이 안정적이고 빠르게 보장합니다.
정밀 요소와 정제된 측면
정밀한 가공 시간 평가는 여러 첨단 측면에 의존합니다. 이러한 측면들의 상호 관계를 분석하면 생산 효율을 높이고 예측 정확도를 높일 수 있습니다.
피드 및 속도 관계
이송 속도와 절삭 속도는 기계가 재료를 얼마나 효율적으로 절삭하는지에 영향을 미칩니다. 절삭 속도를 높이면 절삭 속도를 유지하기 위해 이송 속도를 높여야 하는 경우가 많습니다.
절삭 속도는 공구 수명에 영향을 미치고 공구 온도도 변화시킵니다. 마찬가지로 이송 속도는 칩 형성과 표면 조도를 제어합니다. 이 두 변수를 적절히 조정하면 공구 마모를 방지하고 생산성을 높일 수 있습니다.
밀링 작업을 위한 공식
밀링 정밀도는 특정 공식에 따라 결정됩니다.
- 스핀들 속도 = 절삭 속도 ÷ (π × 직경)
- 이송 속도 = 이빨 수 × RPM × 이빨당 이송량
예를 들어, 800sfm의 절단 속도를 적용하고 직경이 0.5인치인 도구를 사용하는 경우:
- RPM = 800 ÷ (π × 0.5) ≈ 6112
4개의 플루트 커터와 치아당 0.001인치 칩 부하를 사용하는 경우 이송 속도 = 4 × 6 112 × 0.001 ≈ 24.4 ipm
재료 및 도구 고려 사항
선택하는 재료의 특성은 가공 시간에 큰 영향을 미칩니다. 알루미늄은 강철에 비해 더 빠르게 가공할 수 있습니다. 스테인리스강과 티타늄은 더 잦은 공구 교체와 더 느린 이송 속도가 필요합니다. 또한, 초경 절삭 공구와 같은 특수 공구를 사용하면 공구 수명이 연장되고 더 빠른 속도로 가공할 수 있습니다.
제조 가능성을 고려한 설계
셋업 횟수를 줄이고 부품 설계를 간소화하면 비용과 사이클 시간을 단축하는 데 도움이 됩니다. 깊은 캐비티를 제한하고, 표준 기능을 사용하고, 부품 플립 횟수를 줄이면 가공 성능이 향상됩니다. 어려운 작업을 간소화하면 기계 사용 시간을 줄이고 주문을 더욱 확실하고 빠르게 처리할 수 있습니다.
At RICHCONN저희 제조팀은 제조 시작 전 고객 설계를 검증합니다. 일반적으로 사이클 시간을 20%에서 35%까지 단축할 수 있는 조정 사항을 감지합니다.
추정 정확도를 위한 유용한 팁
이론적 근거 외에도, 정확한 평가는 실용적인 접근 방식을 활용하는 데 달려 있습니다. 이러한 팁을 적용하면 계산의 신뢰성을 높이고 시간이 지남에 따라 결과를 향상시킬 수 있습니다.
확인
먼저 시험 절삭을 수행한 다음 계산된 시간과 실제 기계 측정 결과를 비교하여 평가하십시오. 일반적으로 기계에 표시되는 시간은 CAM 소프트웨어의 추정치보다 더 신뢰할 수 있는 검증 자료를 제공합니다. 또한 절삭 소음, 공구 마모 상태 및 표면 조도도 주의 깊게 살펴보십시오.
데이터 기록 및 재사용
모든 공구, 작업 및 소재 구성에 대한 가공 시간 기록 데이터베이스를 유지 관리하세요. 장기 추적을 위해 실제 시간과 계산된 시간 사이의 차이를 기록하세요. 과거 데이터를 활용하면 다른 표준 방식 대비 추정 정확도를 최대 72%까지 높일 수 있습니다.
소프트웨어 사용
CNC 계산기 앱을 사용하면 가동 시간을 더 빨리 예측하고 오류를 줄일 수 있습니다. Hoffmann Machining Calculator 및 CNC Machinist Calculator Pro와 같은 도구는 다양한 작업 및 소재에 적합한 속도, 이송 속도 및 절삭 시간을 제공합니다.
합계하기
CNC 가공 시간을 정확하게 계산하려면 정확한 공식을 사용해야 합니다. 또한 절삭이 아닌 단계에 소요되는 시간도 고려하고 각 작업의 변수를 이해해야 합니다. 계산 결과를 자주 확인하고 기록하면 훨씬 더 정확한 계산을 할 수 있습니다.
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관련 질문
네, 가능합니다. DFM은 단계 수를 줄이고, 부품 사양을 개선하고, 제조 절차를 최적화하여 비용을 절감하고 사이클 시간을 최소화합니다.
네. 공차가 좁으면 가공 시간이 길어질 수 있습니다. 더 높은 정확도를 얻으려면 일반적으로 더 느린 속도, 특수 공구 또는 추가 마무리 패스를 사용해야 하며, 이로 인해 총 시간이 길어집니다.
CAM 소프트웨어는 일반적으로 복잡한 부품의 사이클 시간을 매우 정확하게 예측합니다. 하지만 이러한 예측에는 공구 교체, 기계 가속, 구형 장비의 제약 사항 등이 반영되지 않을 수 있습니다.
네. 스톱워치로 실시간으로 기록하고 과거 작업 내역 데이터베이스를 구축하면 더욱 정확한 견적을 얻을 수 있습니다. 이 방법은 소프트웨어 출력이나 단순한 추정치가 아닌 실제 평균값을 사용합니다.
최신 계산기는 계산에 단속 절삭을 추가할 수 있습니다. 정밀도는 소프트웨어가 기계 세부 정보와 공구 경로를 얼마나 잘 표현하는지에 따라 달라집니다.
네, 가능합니다. 여러 부품을 동일한 설정으로 실행하면 취급 및 설정 조정에 소요되는 시간을 최소화할 수 있습니다. 이 방법은 사이클 시간을 단축하고 각 부품의 효율성을 향상시킵니다.
