스테인레스 스틸 부품의 CNC 터닝 및 버 없는 가장자리 처리에 대한 전체 가이드

스테인레스 스틸 부품을 완벽하고 버(burr) 없는 마감 처리로 가공하는 것은 정밀 제조에서 가장 까다로운 과제 중 하나입니다. 부품이 의료 기기, 식품 가공 기계 또는 고급 소비재에 사용되는 경우 버는 단순한 외관상의 결함이 아니라 기능적 결함입니다. 밀봉 무결성을 손상시키고, 박테리아의 서식지를 만들고, 조립 문제를 일으키고, 최종 사용자에게 안전 위험을 초래합니다.

이 가이드는 주로 304 및 316L 스테인리스강을 가공하는 수년간의 현장 경험을 바탕으로 재료 준비부터 최종 모서리 처리까지 상세한 작업 흐름을 제공합니다. 우리는 이론을 넘어 성공을 보장하는 실용적이고 실행 가능한 단계와 데이터에 중점을 둘 것입니다.

1. 핵심 과제: 스테인레스강이 버를 생성하는 이유

버는 스테인리스강, 특히 304/316이 단단하고 연성이 있기 때문에 형성됩니다. 절단 중에는 깨끗하게 절단하는 대신 재료가 도구의 출구 지점에서 변형되고 찢어집니다. 스테인리스강의 가공 경화 특성으로 인해 이러한 현상이 더욱 악화되어 형성된 버가 모재보다 단단해지고 제거가 더욱 어려워집니다.

중요한 관찰: 생산 추적에서 버 관련 재작업의 70% 이상이 무딘 툴링이나 부적절한 피드/속도 조합에서 비롯된다는 사실을 발견했습니다. 올바른 매개변수를 가진 날카로운 도구가 절단됩니다. 무딘 도구가 찢어집니다.

2. 버(Burr) 없는 부품을 위한 단계별 제조 워크플로우

진정한 버 없는 날을 달성하는 것은 한 단계의 기적이 아닙니다. 이는 첫 번째 컷부터 성공을 위해 설계된 프로세스입니다.

2.1 CNC 터닝: 첫 번째 절단이 가장 중요합니다.

선삭은 원통형 또는 회전형 스테인리스강 부품의 주요 공정인 경우가 많습니다. 여기서 올바르게 설정하면 다운스트림 디버링 작업이 최소화됩니다.

최소 버 형성을 위한 툴링 및 매개변수 전략

• 형상 삽입:전용 마감 모서리가 있는 날카로운 포지티브 경사형 인서트를 사용하십시오(예: 보다 부드러운 마감을 위한 와이퍼 형상). 나사 가공 및 홈 가공의 경우 날카롭고 찢어진 버가 아닌 제어된 모서리를 남기도록 인서트에 반경 또는 모따기가 내장되어 있는지 확인하십시오.

• 냉각수:고압의 공구 관통 절삭유는 타협할 수 없습니다. 절삭면을 냉각시키고 칩을 플러시하며 버의 주요 원인인 인서트의 구성인선을 방지합니다.

• 현장 테스트를 거친 316L의 터닝 매개변수:

  • 마무리 터닝:속도: 150-220 SFM | 피드: 0.003-0.006 ipr | 절삭 깊이: 0.005-0.010"

  • 절단/홈 가공:더 느린 속도와 일관되고 중단 없는 공급을 사용하십시오. 절단을 멈추면 버가 커집니다.

• 황금률: 일정한 도구 압력을 유지하십시오.절단이 끝날 때까지 일관된 이송 속도를 프로그래밍하십시오. 공구가 나갈 때 감속하면 재료가 밀리고 버가 형성됩니다.

2.2 CNC 가공 중 사전 디버링

가장 효율적인 디버링은 형상이 생성된 직후 CNC 기계에서 발생합니다.

라이브 툴링 디버링(밀링 기능이 있는 CNC 선반에서)

• 기술:라이브 툴링 스테이션에서는 소형 고속 회전 버 또는 전용 모따기 도구를 사용하십시오.

• 프로세스:보어나 면을 선삭한 후 기계는 자동으로 디버링 도구를 인덱싱하고 모든 날카로운 모서리에 대해 정밀한 모따기 루틴(예: 0.1mm x 45° 모따기)을 실행합니다. 이렇게 하면 출구 버가 즉시 제거됩니다.

• 데이터 포인트:사이클 내 디버링을 구현함으로써 복잡한 밸브 본체에 대한 사후 처리 수동 처리 시간이 40% 이상 단축되었습니다.

후면 모따기 및 제어된 가장자리 도구

• 관통 구멍의 경우 드릴이 후퇴할 때 구멍의 출구 쪽에서 모따기를 자르는 후면 모따기 도구를 지정합니다.

• 사용"버리스"또는"언더컷"절단 작업 시 모서리 모양을 형성하는 절단 작업용으로 설계된 인서트입니다.

2.3 의료 및 식품 등급의 공정 후 가장자리 처리

절대적이고 검증 가능한 가장자리 품질이 필요한 경우(가장자리의 Ra < 0.4μm) 특수한 후처리가 필수적입니다.

전기화학적 디버링(ECD)

• 프로세스:부품이 전해질 욕조에 잠겨 있습니다. 모양이 있는 전극은 버 근처에 위치하며 제어된 전류는 모재에 영향을 주지 않고 버를 용해시킵니다.

• 최고의 대상:기계적으로 도달할 수 없는 내부 교차 구멍, 유압 포트 교차점 및 복잡한 내부 채널에서 버를 제거합니다.

• 확인:ECD는 기계적으로만 제거되는 것이 아니라 본질적으로 버(Burr)가 없는 완벽한 반경의 부드러운 가장자리를 생성합니다. 이는 위생 응용 분야의 세척 검증에 중요합니다.

대량마무리(진동 및 원심분리)

• 프로세스:부품은 연마재와 화합물이 담긴 욕조에 배치됩니다. 진동 또는 원심 운동은 모든 가장자리에 균일하고 부드러운 절단 동작을 생성합니다.

• 메디아:일정한 반경을 위해 사전 성형된 세라믹 또는 플라스틱 결합 연마 매체를 사용하십시오. 스테인리스의 경우 부품 간 충돌 및 부식을 방지하기 위해 수성 화합물에 억제제를 첨가합니다.

• 결과:0.05mm~0.2mm의 균일한 반경 달성 모든 외부 및 접근 가능한 내부 가장자리에. 탁월한 사전 패시베이션 표면을 제공합니다.

연마 흐름 가공(AFM)

• 프로세스:점성이 있고 연마제가 함유된 폴리머가 부품의 내부 경로와 가장자리를 통해 압출됩니다.

• 최고의 대상:연료 분사기 본체, 매니폴드 및 복잡한 유체 장치와 같은 복잡한 내부 형상을 연마하고 디버링합니다.

• 데이터 포인트:AFM은 내부 보어의 표면 마감을 Ra 1.6μm에서 Ra 0.2μm로 향상시키는 동시에 가장자리에 반경을 지정하여 유체 흐름 저항과 난류를 크게 줄일 수 있습니다.

2.4 패시베이션: 성능을 위한 마지막 단계

모든 버를 제거한 후, 특히 재료가 노출된 곳에서 부식 방지 산화물 층을 복원하기 위해 패시베이션이 중요합니다.

• 중요한 사전 청소:모든 연마재 잔여물과 절삭유는 부동태화 전에 초음파 세척을 통해 완전히 제거되어야 합니다. 오염물질은 프로세스를 방해합니다.

• 프로세스:ASTM A967에 따라 구연산 또는 질산 욕조에 담그십시오. 이는 표면에 박힌 자유 철 입자(가공 부산물)를 용해시키고 크롬 층을 풍부하게 합니다.

• 확인:황산동 테스트 또는 염수 분무 테스트를 통해 수동층이 손상되지 않고 부품이 사용 중에 부식되지 않음을 확인함으로써 성공 여부가 검증되었습니다.

3. Burr-Free 스테인레스 부품의 응용

• 의료 및 외과:임플란트, 수술 도구 샤프트, 바늘 홀더, 생검 겸자.

• 음식 및 음료:밸브, 펌프 로터, 피팅, 고기 슬라이서 블레이드.

• 항공우주 및 유압:연료 시스템 구성 요소, 밸브 스풀, 매니폴드 블록, 유압 피스톤.

• 반도체:웨이퍼 핸들링 부품, 가스 전달 시스템 부품.

4. 비용 및 품질 보증 고려 사항

비용에 영향을 미치는 것은 무엇입니까?

1. 부품 복잡성:가장자리, 막힌 구멍, 내부 교차점의 수는 디버링 시간과 방법 선택에 직접적인 영향을 미칩니다.

2. 가장자리 품질 사양:일반적인 "버 프리(burr-free)" 콜아웃은 지정된 콜아웃보다 비용이 저렴합니다."ISO 13715에 따라 최대 가장자리 반경은 0.05mm입니다."

3. 디버링 방법:사이클 내 디버링이 가장 비용 효율적입니다. ECD 및 AFM은 부품 기능으로 인해 정당화되는 고비용 프로세스입니다.

4. 인증 및 문서:검증 및 로트 추적성에 대한 의료(ISO 13485) 및 항공우주(AS9100) 요구 사항에 따라 비용이 추가됩니다.

품질 검사:

• 촉각 방법:전문적인 디버링 도구(연마석 등)를 사용하거나 가장자리를 따라 손가락 침대를 사용하십시오. 모든 캐치는 버를 나타냅니다.

• 시각적 방법:10x - 30x 포켓 현미경을 사용하여 좋은 조명 아래에서 가장자리를 검사하십시오.

• 측정:프로파일로미터를 사용하여 실제 가장자리 반경을 측정하고 문서화할 수 있습니다.

5. FAQ

Q1: 도면에 "Burr-free"를 지정하고 완벽한 부품을 얻을 수는 없나요?
에이:"Burr-free"는 주관적이며 해석이 가능합니다. 중요한 적용 분야의 경우 표준(예: "ISO 13715 클래스 F에 ​​따른 Burr-Free")을 지정하고 최대 허용 가장자리 조건을 정의합니다. "최대 0.1mm 반경까지 모든 가장자리를 잘라야 합니다."와 같은 메모를 추가하는 것이 좋습니다.

Q2: 회전 부품에 나쁜 버를 발생시키는 가장 흔한 실수는 무엇입니까?
에이:정삭에 무디거나 잘못된 인서트를 사용하고 칩 컨트롤이 좋지 않습니다. 길고 끈끈한 칩이 부품을 감싸고 표면을 찢어 엄청난 버를 생성합니다. 칩브레이커 형상과 절삭유 압력을 최적화하여 작고 관리하기 쉬운 "6" 또는 "9" 모양의 칩을 생성합니다.

Q3: 패시베이션으로 버가 제거됩니까?
에이:아니요. 패시베이션은 표면 오염을 제거하지만 금속을 마모시키거나 자르지 않는 화학적 공정입니다. 모든 버는 패시베이션 전에 완전히 제거해야 합니다. 산이 얇고 가공 경화된 버를 우선적으로 공격하여 잠재적으로 베이스에 부식성 구덩이를 생성하기 때문입니다.