대형 항공우주용 장착판은 정확한 조립, 하중 전달 및 부착 부품 간의 정렬을 위해 평평한 상태를 유지해야 합니다. 넓은 표면, 포켓 및 장착 구멍을 가공하면 잔류 응력이 방출되어 클램핑 해제 후 판이 변형될 수 있습니다. 따라서 평탄도는 최종 페이싱 공정뿐만 아니라 재료 제거, 공작물 고정, 기준점 설정 및 검사 등 여러 요소를 종합적으로 고려하여 결정해야 합니다. 항공우주 분야는 이러한 결정 과정을 잘 보여줍니다. 맞춤 제조 서비스.
대량의 재료를 제거하는 과정에서 대형 항공우주용 판재가 변형될 수 있습니다.
두꺼운 재료를 포켓과 리브가 있는 얇은 판재(플레이트)로 밀링 가공하는 과정에서 재료가 고르지 않게 제거됩니다. 밀링 가공 전에 존재했던 응력이 가공 후 재분배될 뿐만 아니라, 밀링 가공 시 절삭 공구에 의한 힘이 작용하여 판재가 변형됩니다. 따라서 판재는 고정되어 있을 때는 평평해 보이지만, 고정을 해제하면 휘어지거나 뒤틀릴 수 있습니다. 특히 얇은 웨브나 지지대가 없는 스팬은 이러한 변형에 매우 취약합니다.
이기는하지만 5축 CNC 가공 단순히 평평하게 가공하는 것만으로는 부품이 평평하게 만들어지지 않으며, 제거되는 재료의 양과 제거 시점을 모두 제어해야 합니다. 알루미늄 판은 단면이 얇거나 포켓 가공이 고르지 않은 경우 변형되는 경향이 있습니다. 강철 블랭크는 이전 가공 공정으로 인한 잔류 응력 외에도 원자재 생산 과정에서 발생하는 잔류 응력을 보유하는 경우가 많습니다.
항공우주 프로젝트에서, 크기가 68 × 68 × 40 mm인 45파운드 강철 부품을 제작하기 위해서는 통강재에서 상당한 양의 재료를 제거하고 부품의 6면 모두를 가공해야 했습니다. 부품의 각 형상 간의 기하학적 관계는 ± 0.02mm 이내로 유지되어야 했습니다. 따라서 변형 제어가 매우 중요했습니다. 이 부품은 강판과 마찬가지로 응력 해소와 관련된 문제에 직면하게 될 것이었습니다.
가공 순서와 공작물 고정 방식이 최종 안정성을 결정합니다.
효과적인 전략은 황삭과 정삭을 구분하는 것입니다. 황삭은 약간의 여유를 두고 대부분의 재료를 제거합니다. 그런 다음 가공물에 응력 제거 공정을 거쳐 정확한 치수를 얻을 수 있습니다. 정삭은 최소한의 힘만 가하여 여유 부분만 제거하므로 부품이 휘어지는 것을 방지할 수 있습니다. 측면이나 포켓을 변경하면 재료 제거가 한 곳에 집중되는 것을 막을 수 있습니다.
이 경우, 강철 부품은 6방향 모두에서 황삭 가공을 수행했을 때 각 측면에 0.5mm의 여유가 남도록 가공되었습니다. 그 후 내부 응력을 완화하기 위해 어닐링 처리를 했습니다. 이 여유는 발생할 수 있는 변형을 고려하고 수정 작업을 위한 재료를 제공합니다. 기준면은 연삭을 통해 생성되었으며, 가공 전 기본 기준으로 설정되었습니다. CNC 금속 가공 5축 가공기를 사용하여 수행되었습니다.
대형 판재의 경우, 공구 접근을 방해하지 않으면서 부품을 지지하는 고정 장치에는 기준 패드가 사용되어야 합니다. 이러한 서비스는 단순히 도면을 실행하는 것 이상으로, 가공 시작 전에 가공 계획, 재료 여유, 고정 장치 접촉점 및 가공 순서를 검토하는 과정을 포함할 때 더욱 가치가 있습니다.
검사를 통한 평탄도 및 인터페이스 정확도 제어
평탄도는 가공용 클램프나 지지대를 제거한 상태에서 검사해야 합니다. 판재의 경우, 격자선을 따라 검사하면 경사와 국부적인 휨을 구분하고, 절삭 중 탄성 변형을 가릴 만큼 충분한 압력이 가해졌는지 확인할 수 있습니다. 향후 모든 검사가 동일한 조건에서 수행될 수 있도록 지지 방법을 기록해 두어야 합니다. 표면 플레이트와 인디케이터는 변동성을 보여주지만, CMM(좌표측정기)은 표면과 기준점을 측정하는 데 사용됩니다. 네 모서리만 측정하면 중앙부의 휨을 간과할 수 있습니다. 부품이 서로 다른 지지대에 놓인 경우 측정값을 비교하기 어렵습니다. 온도 안정성은 측정값의 변동폭을 제한합니다.
문서화된 검사를 통해 가공 공정을 제어하는 것 외에도, CNC 가공 공정에서 반복 주문의 경우 반복성이 중요합니다. 철강 프로젝트에서는 모든 형상 위치를 설정하기 전에 기준면을 평평하게 가공했습니다. 최종 가공을 위한 기준으로 02mm의 기하 공차와 H7 규격의 구멍 직경을 설정했습니다. 장착판을 배치할 때 정확성을 확보하려면 구멍의 기준면 위치뿐만 아니라 구멍의 평행도와 직각도를 확인해야 합니다. 5축 CNC 가공은 작업 설정과 관련된 오류를 줄여주지만, 결과의 정확성을 보장하기 위해서는 여전히 측정이 필요합니다.
CNC 금속 가공에서 반복성을 확보하려면 배치 내 모든 제품에 대해 동일한 검사를 수행해야 합니다. 첫 번째 제품만 승인한다고 해서 품질이 보장되는 것은 아닙니다. 맞춤형 제조 서비스는 생산 시작 전에 각 제품에 대한 검사 항목과 허용 기준을 명확하게 정의해야 합니다.
맺음말
항공우주용 평판은 최종 표면 가공에 의존하지 않고 생산 과정 전반에 걸쳐 응력과 형상을 관리함으로써 얻어집니다. 균형 잡힌 황삭 가공, 계획된 여유, 필요한 경우 응력 완화, 안정적인 공작물 고정, 그리고 기준점 기반 정삭 가공을 통해 변형을 최소화합니다. 항공우주용 강재 부품의 사례는 이러한 제어 요소들이 까다로운 공차 조건에서 어떻게 상호 작용하는지 보여줍니다. 검사를 통해 표면 평탄도와 조립 정확도를 결정하는 접합면을 확인하여 반복 생산을 지원합니다.
