CNC 설계 가이드 및 주의 사항

CNC 가공은 설계의 정밀도에 따라 비용과 결과물이 크게 달라지는 제조 공정입니다. 이 가이드는 도면 작성과 제품 설계 시 반드시 고려해야 할 공차, 가공성, 마감, 그리고 흔히 발생하는 설계 오류에 대한 핵심 팁을 제공합니다. 

CNC 설계 시 기본 고려사항

CNC 도면 작성 전 아래 항목을 반드시 체크하세요:

1.공차(Tolerance) 지정

공차적용이 꼭 필요한 부분에만 공차를 지정하세요. 너무 많은 공차 요구는 가공비용을 상승시키고 납기에도 영향을 줍니다.

• 일반적인 가공 기준 (자세한 내용은 아래 ISO2768 기준표 참조):
  • 최소 허용 공차: ±0.05mm
  • 권장 공차: ±0.1mm

ISO2768 기준표

*기본 일반공차 적용, 정밀공차 별도문의

2. 가공 가능성 

• 내부 모서리는 절삭 공구 특성상 완전히 직각으로 만들 수 없습니다.
• 도구 접근성을 확보하기 위해 복잡한 언더컷 구조는 피해야 합니다.
• 깊은 포켓이나 가늘고 높은 형상은 진동 및 휨 발생 가능성이 있습니다.         

3. 마감 기준

• 후처리 방식(아노다이징, 비드블라스팅 등)에 따라 치수 변화가 있을 수 있으므로 마감 방식에 맞는 공차를 고려해야 합니다.
• 조립 부위에는 마감 전 공차를 기준으로 설계하는 것이 좋습니다.

CNC 가공을 위한 고려사항

1.공구 형상

• 원통형 공구로 인해 내부 직각 형성은 불가능

2. 공구 접근성 

• 휘어지는 구조 또는 공구보다 깊은 형상은 가공 불가

3. 재료 강성

• 열과 절삭력에 의해 뒤틀림 가능 → 최소 두께 확보 필요

4. 공구 길이와 진동

• 공구가 길수록 진동 발생 → 공차 손실 및 파손 위험

5. 세팅 가능 여부 

• 형상에 따라 세팅이 복잡해질수록 정밀도와 비용에 영향

자주 발생하는 설계 오류와 개선 팁

1. 언더컷(Undercut)은 최소화

• 표준 공구로 가공할 수 없는 역방향 형상은 가급적 피하거나, EDM(방전가공) 등 특수 가공을 고려하세요.
• 어쩔 수 없는 경우엔 언더컷 크기와 간격을 표준에 맞춰 설계해야 합니다.
  • 권장 너비: 3mm~40mm
  • 최대 깊이: 너비 x 2

* 표준 공구의 절삭 깊이(D)는 절삭 너비(W)의 2~3배입니다.

2. 언더컷 치수

• 너비(W) : 3mm ~ 40mm(권장)
• 깊이(D) : 너비(W) x 2(최대)

3. 언더컷 간격

• 절삭 간격 : 깊이(D) x 4
• 내부의 언더컷을 형성할 때 공구가 원활하게 이송할 수 있는 공간이 필요합니다.

4. 내부 모서리 반경(Radius) 필수

• 절삭 공구는 둥근 모서리를 만들기 때문에, 내부 코너는 R값(필렛)을 적용해야 가공이 가능합니다.
• 권장 필렛*: 포켓 깊이의 1/3 이상
• 바닥면은 엔드밀 형태에 맞춰 둥근 면으로 마무리

*필렛: 부품의 날카로운 모서리를 둥글게 처리하여 응력 집중을 줄이고 부품의 내구성을 높이는 가공 방법

5. 구멍 설계 팁

• 표준 드릴 직경을 사용하는 것이 효율적이며, 깊이는 직경의 4배 이내가 가장 안정적입니다.
• 권장:
  • 직경: 1mm 이상
  • 깊이: 직경 x 4 (최대 x10)

6. 최소 벽 두께

• 대상물의 형상과 크기에 따라 달라질 수 있습니다. (하기의 내용은 10mm x 10mm 이하의 벽 기준입니다.)
  • 금속 : 0.5mm(최소) / 0.8mm(권장)
  • 플라스틱 : 1.0mm(최소) / 1.5mm(권장)
• 얇은 벽 두께는 공작물의 진동을 증가시킵니다. 이는 정확성을 떨어뜨리는 주된 요인이 될 수 있습니다.

7. 나사산

• 직경 : M2(최소) ~ M6 이상(권장)
• 깊이 : Mx x 3 이내(권장)
• 표준 탭 사이즈 차트를 참고하세요.
• 가능한 큰 사이즈의 나사산을 설계하세요. 기능적인 측면에서 권장 깊이 이상의 나사산은 필요하지 않습니다.

8. 높은 형상

• 솟아오른 형상의 높이는 너비의 4배를 넘지 않는 것이 권장됩니다.
• 형상이 높게 솟아 있을 경우, 가공 시 진동이 생겨 정밀도에 영향을 줄 수 있습니다.

9. 최대 부품 크기

아래의 내용은 일반적으로 통용되는 생산 가능 치수입니다. CNC 머신에 따라 크기는 달라질 수 있습니다.

• 일반적인 밀링 최대 크기 : 1600mm x 670mm x 150mm
• 일반적인 선반 최대 크기 : 460mm X 1070mm

설계 단계에서 이런 요소들을 함께 고려하면, 제조 과정에서의 시행착오를 줄이고 더 빠르고 효율적인 생산이 가능합니다.

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