기계 가공을 의식한 3D CAD 사용 방법

3D CAD에는 기계 가공을 예상한 각종 기능이 탑재되어 있습니다. 이들 기능을 제대로 사용하면 가공성이 뛰어난 부품을 설계할 수 있습니다.

기계 가공 부품과 수지 성형 부품에서의 모델링의 차이

3D CAD에서의 모델링으로는 다양한 방법으로 부품을 작성할 수 있지만, 부품이 기계 가공으로 제조되는지, 수지 성형으로 제조되는지에 따라 모델링의 접근 방식을 바꾸면 설계 재작업이나 제조 부문에 어려운 작업을 시키는 리스크를 최소화할 수 있습니다. 그러나 설계의 기본은 요구 사양을 만족시키는 부품 형상을 설계하는 것이므로 가공을 의식하는 우선 순위는 2번째가 됩니다.

기계 부품의 모델링은 깎는 방향이 기본

우선 외형부의 모델링부터 시작해 가공 여유도 고려하여 크게 작성합니다. 그 후 컷 피처로 모델을 절삭하며 부품 형상을 마감해 갑니다. 정확히 소재를 기계 가공해 가는 공정을 모방해 모델링하듯이 하면, 가공성을 고려하면서 설계할 수 있습니다. *기계 가공 부품에서는 보스 등의 가산 모델링을 실시하면, 가공에서 제거하는 체적이 증대해 소재 비용, 가공 비용이 급증합니다.

수지 성형 부품의 모델링은 더하는 방향과 깎는 방향이 기본

기계 가공 부품에 비해 수지 성형 부품은 부품 형상을 보다 복잡하게 하여 다기능화를 실현할 수 있습니다. 따라서 3D CAD에서의 모델링도 압출하여 컷 피처를 조합해 사용할 수 있습니다. 또한, 셸이나 드래프트 등 수지 성형에 특화한 기능도 이용할 수 있습니다.

기계 가공을 의식한 모델링

1.  최초의 피처 형상은 가능한 표준 소재 치수로 작성하거나 표준 플레이트를 이용합니다. 설계에 허락된 영역이 지정되면 비용 의식을 갖고 설계할 수 있어, 불필요하게 커다란 소재를 사용하는 일을 줄일 수 있습니다.
2. 컷 형상은 XY 방향으로 평행한 사각형을 이용한다. 경사 컷이나 곡선 컷을 방지하면 기계 가공 효율이 높아집니다. 또한, NC 공장 기계를 이용할 필요가 없습니다.
3. 포켓 형상의 깊이는 가능한 얕게, 내각에는 규정 엔드밀 직경에 맞는 반경으로 필릿을 작성한다. 포켓 형상은 밀링 머신으로 엔드밀 가공을 하므로 깊이를 얇게 하면 가공 시간을 단축할 수 있습니다. 포켓의 내각이 핀 각인 상태라면 엔드밀로는 가공하지 못해 방전 가공 등으로 비용이 높아집니다. 3D CAD의 가공 검증 기능을 이용하면 가공에 적합하지 않은 포켓 형상을 체크할 수 있습니다.
4. 컷 형상은 Z 방향으로 위에서 아래로 작성한다. 실제 기계 가공도 커터를 Z 방향으로 위에서 아래로 이동시켜 절삭합니다. 이러한 모델링 방법으로 작성하면 가공성이 자동으로 확보됩니다. 또한, 가공 소재를 회전하여 지그에 다시 장착하는 공정 수도 절감할 수 있습니다.
5. 홀 형상은 전용 드릴 홀 기능을 이용한다. 3D CAD에는 홀에 특화한 기능이 있어, 드릴과 같이 직경이 표준수로 관리되고 있습니다. 또한, 나사의 호칭 직경을 지정하기만 하면 적절한 예비 홀 직경으로 홀을 가공할 수 있습니다. 이에 따라 공장의 드릴에는 없는 것과 같은 특수한 직경의 홀을 잘못 모델링하는 실수를 없앨 수 있습니다.

3D CAD의 피처는 기계 가공에 적합하다

3D CAD는 설계 툴로 개발되었기 때문에 모델링은 실제 기계 가공을 재현할 수 있습니다. 면 가공, 홀 가공, 모따기 가공 등에 대응한 명령어가 준비되어 있어, 설명해 온 기계 가공을 의식한 설계를 실시할 수 있습니다.