CNC 가공에서 공차란 무엇인가요?

우리가 CNC 가공에서 공차에 대해 이야기할 때, 우리는 단순히 실제 부품이 명목 CAD 치수에서 허용되는 편차 정도를 말하며 여전히 허용되는 범위 내에 있는지를 의미합니다.
정밀 5축 밀링의 경우, 이러한 한계는 CNC 부품 치수 정밀도와 비용, 위험을 정의합니다.

5축 부품의 치수 공차

5축 CNC 부품의 경우, 치수 공차 크기와 위치의 허용 변동 범위를 설정하며, 다음과 같은 특징에 적용됩니다:

구멍 직경, 슬롯 너비, 벽 두께
면, 구멍 또는 핀 사이의 거리
복잡한 5축 기하학에서 평면 간의 각도

예시:

명목: Ø10.00 mm
공차: ±0.01 mm
허용 범위: 9.99–10.01 mm

이 치수 한계는 5축 부품의 표준 공차에 대해 보다 정교한 기하학적 제어와 함께 중요한 역할을 합니다.

다축 가공에서 선형 공차와 기하학적 공차의 차이

다축 가공에서는 다음 두 가지를 모두 사용합니다:

선형 공차
- 크기 또는 거리 제어 (예: 50.00 ±0.02 mm)
- 간단하고 읽기 쉬우며 제목 블록 또는 CNC 공차 차트에 자주 사용됨
기하 공차 (GD&T)
- 형상 및 피처 간의 관계 제어
- 평탄도, 위치, 직각도, 흔들림 등에 대한 기호 사용
- 복잡한 5축 표면 및 다축 공차 누적에 중요

기하 공차는 실제로 다음을 가능하게 합니다. 5축 가공 정확도 까다로운 항공우주, 의료 및 자동차 부품용.

양방향, 단방향 및 제한 공차

일반적으로 크기 공차를 작성하는 세 가지 방법이 있습니다.

양방향 공차
- 플러스와 마이너스 모두 변동 허용
- 예: 20.00 ±0.05 mm (범위: 19.95–20.05 mm)
단방향 공차
- 한 방향으로만 변동 허용
- 예: 20.00 +0.00/-0.05 mm (범위: 19.95–20.00 mm)
- 부품이 더 작아질 수만 있을 때 유용함 (예: 베어링에 들어가는 샤프트)
공차 제한
- 상한 및 하한 제한만 표시됨
- 예: 공칭값 없이 19.95–20.05mm

우리는 당신이 더 중요하게 생각하는 것에 따라 이 세 가지 모두를 사용합니다. 클리어런스, 간섭 또는 최소 벽 두께.

이러한 개념이 5축 CNC 부품에 적용되는 방법

5축 CNC 기계에서는 동일한 공차 개념이 적용되지만, 위험 부담이 더 큽니다. 왜냐하면 피처는 종종 다음과 같기 때문입니다.

단일 셋업에서 복합 각도로 가공됨
정밀한 3D 공간에서 연결됨 위치 및 각도 공차
다음에 민감함 CNC의 공차 누적 조립 시 정렬되어야 하는 경우

그렇기 때문에 정밀 5축 부품의 경우 일반적으로 다음을 결합합니다.

일반적인 피처에 대한 합리적인 표준 선형 공차 일반적인 피처용
타겟 GD&T 제어 (가공 시 위치, 평탄도, 각도 공차) 중요한 인터페이스용

올바르게 사용하면 이러한 공차 기본 사항을 통해 제공할 수 있습니다. 신뢰할 수 있는 고정밀 5축 CNC 공차 불필요한 비용 없이.

5축 부품에 대한 표준 공차가 중요한 이유

5축 가공에서는 공차가 더욱 중요합니다. 이러한 부품은 일반적으로 복잡한 시스템(터빈, 임플란트, 고속 스핀들, 전자 장치 하우징 및 안전에 중요한 어셈블리)의 핵심에 있기 때문입니다. 치수 정확도가 떨어지면 전체 시스템이 대가를 치릅니다.

5축 가공은 셋업 횟수와 누적을 줄입니다.

5축 CNC를 사용하면 단일 셋업에서 더 많은 면을 가공할 수 있습니다. 이는 다음을 의미합니다.

클램프/언클램프 주기 감소
재배치 오류 감소
여러 기능에 걸쳐 공차 누적 감소

이를 통해 기존 3축 워크플로보다 복잡한 형상에서 더 엄격한 “전체” 치수 정확도를 유지할 수 있습니다.

5축 vs 3축 공차 기능

정밀 밀링 부품에 대한 일반적인 비교 (재료, 크기 및 공정 관리에 따라 다름):

프로세스	일반적인 선형 공차*	각도 공차*
3축 CNC 밀링	±0.01–0.02 mm	±0.1–0.2°
5축 정밀 밀링	±0.005–0.01 mm	±0.05–0.1°

*참고 값은 지침용일 뿐입니다. 최종 공차는 부품 및 설정에 따라 달라집니다.

이러한 더 엄격한 기능은 다축 공차 누적을 제어해야 하는 고정밀 CNC 서비스에 5축 가공을 이상적으로 만듭니다.

느슨한 공차가 실제로 초래하는 비용

5축 부품의 느슨하거나 제어되지 않은 공차는 다음과 같은 원인이 될 수 있습니다.

조립품의 불량한 맞춤, 누출 및 진동
높은 RPM에서의 불균형 및 소음
베어링, 기어 및 커터의 수명 단축
재작업, 스크랩 및 예측할 수 없는 성능

다음과 같은 분야에서 항공우주 가공 공차작은 편차조차도 테스트 실패 또는 하드웨어 작동 중단을 의미할 수 있습니다.

규제 및 산업 압력

글로벌 고객은 종종 엄격한 표준 및 감사를 받습니다. 많은 5축 CNC 부품의 경우 다음과 같은 표준을 준수해야 합니다.

ISO 및 ASME 공차 표준
항공우주 (AS9100), 의료 (ISO 13485) 및 자동차 (IATF 16949) 기대치
문서화된 공정 관리, 기계 교정 및 CMM 검사

전자 제품 및 경량 하우징의 경우 무게, 공간 및 다음 사항의 균형을 맞춥니다. CNC 부품 치수 정밀도정밀 분야에서의 작업과 유사하게 전자 제품 가공 프로젝트.

비용 대 성능: 최적점 찾기

모든 기능이 초정밀 가공을 필요로 하는 것은 아닙니다. 모든 것을 ±0.005mm로 밀어붙이면 비용이 증가하지만 항상 가치를 더하는 것은 아닙니다. 우리의 접근 방식:

중요한 인터페이스와 고속 기능에만 엄격한 공차 적용
비중요한 면과 미용 영역에는 표준 공차 적용
DFM 검토 시 명확한 CNC 공차 차트 안내 제공

이렇게 하면 귀하의 5축 부품의 표준 공차에 대해 현실적인 비용 통제와 함께 설계한 성능을 유지할 수 있습니다.

5축 CNC 부품의 표준 공차

우리가 말할 때 5축 CNC 부품의 표준 공차, 우리는 보통 정확성, 비용, 리드 타임의 균형을 이루는 실용적이고 반복 가능한 범위 내에서 작업합니다.

일반적인 표준 공차 범위

대부분의 5축 CNC 밀링 작업에 적합한 현실적인 일반 치수 공차 은:

±0.005–0.01 mm (±5–10 μm) 안정된 재료의 중요 특징에 대해
±0.02–0.05 mm 비중요하거나 더 큰 치수에 대해

이 값들은 잘 교정된 기계, 적절한 고정 장치, 그리고 우리가 사용하는 것과 같은 제어된 환경을 전제로 합니다 고정밀 5축 가공 설비.

5축 가공에서의 ISO 2768 공차 등급

별도로 명시하지 않으면, 많은 작업장이 기본적으로 ISO 2768 「일반 공차」에 대해:

ISO 2768-m (중간) – 일반 가공 부품에 흔히 사용됨
ISO 2768-f (세밀) – 더 엄격하고 정밀한 부품에 사용됨

5축 부품의 경우, 복잡한 자유형 표면, 다축 구멍 또는 중요한 인터페이스가 있는 경우 ISO 2768-f가 더 나은 선택인 경우가 많음.

정밀 맞춤을 위한 IT 등급

매우 엄격한 맞춤과 정밀 조립을 위해 다음을 살펴봄 IT(국제 공차) 등급:

IT09–IT07 – 일반 가공 부품에 적합
IT07–IT05 – 고정밀 맞춤, 슬라이딩 맞춤, 유도 운동
IT05–IT01 – 초정밀, 연삭, 랩핑 또는 연마가 필요함

5축 부품의 경우, 종종 IT07–IT05 핵심 특징에서 직접 가공하여 IT01–IT03을 특정 영역에 추가하는 방식으로 도달 가능함.

5축 표준 각도 공차

다축 부품에서 각도 정밀도는 매우 중요함:

표준 각도 공차: ±0.1°–±0.2° 일반 표면에 적용
엄격한 각도 공차: ±0.02°–±0.05° 중요 면, 각도 구멍, 좌석 표면에서

적절한 회전 교정과 프로빙이 가능한 우수한 5축 가공기는 작은 내경각과 복합각을 일관되게 유지할 수 있습니다.

표면 마감과 치수 공차

엄격한 공차와 표면 마감은 함께 가야 합니다. 일반 범위:

Ra 1.6–3.2 µm – 일반 가공 표면
Ra 0.8–1.6 µm – 정밀 기능 표면
Ra 0.2–0.4 µm – 밀봉 표면, 광학 또는 의료용 등급 구역(보통 연마 또는 연삭 필요)

매우 엄격한 공차를 요구할 때 기대할 수 있는 것 더 엄격한 표면 마감 제어, 더 많은 공정 단계, 그리고 추가 검사가 필요합니다.

산업별 일반 공차

각 산업은 공차 한계를 다르게 추진합니다:

우주 항공:
- 치수: 종종 ±0.005–0.02 mm 인터페이스 및 구멍 위치에 대해
- 각도: 최대 ±0.02°–0.05° 접합면 및 블레이드 프로파일에 대해
의료 (임플란트, 수술 도구):
- 치수: ±0.005–0.01 mm 임플란트, 결합 특징, 작은 형상에 대해
- 표면: 매우 깨끗함 낮은 Ra 조직 자극을 방지하고 청소를 용이하게 하기 위해; 우리의 의료 가공 프로젝트에서 이를 어떻게 처리하는지 참고하세요
자동차:
- 치수: 종종 ±0.01–0.05 mm 안전/엔진 부품과 구조 부품에 따라 다름
- 대량 생산 부품은 반복성을 우선시하며, 이는 우리의 자동차 가공 서비스에서 다룹니다

표준 허용오차와 맞춤형 엄격 허용오차 사용 시기

사용 표준 허용오차 언제:

특징이 비중요한 경우 (덮개, 결합되지 않는 표면, 미용 영역)
부품이 고속으로 작동하거나 무거운 하중을 받지 않는 경우
비용과 납기가 극단적인 정밀도보다 더 중요할 때

명시하세요 맞춤형 엄격 허용오차 언제:

특징이 일부인 경우 정밀 조립, 밀봉 표면 또는 정렬 인터페이스
이 부품은 작동합니다 고속, 고하중 또는 안전이 중요한 (항공우주, 의료, 구동계)
필요합니다 반복 가능한 위치 지정 및 운동 (로봇공학, 액추에이터, 가이드)

실제로는 최선의 방법은 진정으로 중요한 특징만 조 tight하게 유지하고, 나머지는 표준 ISO 2768 범위 내에 두는 것입니다. 이렇게 하면 5축 부품의 정밀도를 유지하면서 불필요하게 비싸지 않게 만들 수 있습니다.

5축 가공에서 공차에 영향을 미치는 요인

우리가 말할 때 5축 부품의 표준 공차에 대해, 실제 한계는 기계 사양뿐만 아니라 전체 시스템입니다: 재료, 셋업, 공구, 환경. 실제로 얼마나 조 tight하게 할 수 있는지 결정하는 것은 이것입니다.

재료 및 열팽창

다른 재료는 온도에 따라 많이 움직이며, 이는 직접적으로 영향을 미칩니다 5축 CNC 공차:

알루미늄과 플라스틱은 강철이나 티타늄보다 더 많이 팽창합니다.
대형 부품이나 얇은 벽 부품은 작은 온도 변화에도 '호흡'합니다.
냉각수 온도와 절단 열은 가공 중 치수 변동을 일으킬 수 있습니다.

고정밀 작업을 위해, 재료의 특성과 일치하는 적절한 공정을 선택하며, 필요시 안정적인 엔지니어링 플라스틱을 사용합니다 PEEK or PTFE 열 특성을 알고 있는 재료를 사용하여 재료 가공 작업 흐름에서.

부품 형상 및 특성 복잡성

복잡한 5축 형상은 공차를 유지하기 더 어렵게 만듭니다:

깊은 캐비티, 긴 리치 포켓, 얇은 벽은 진동과 변위에 더 취약합니다.
자유형 표면과 다각도 특징은 기하학적 공차 (위치, 프로파일, 런아웃)이 더 민감하게 만듭니다.
하나의 특징에서 동시에 여러 축 이동이 많을수록, 기계 강성과 전략이 더 중요해집니다.

우리는 일반적으로 스마트 공구경로, 단계별 거칠기/마감 가공, 국부 재가공을 결합하여 복잡한 5축 부품의 치수를 안정화합니다.

공구 마모, 공구 홀더 및 스핀들 안정성

공구는 직접 구동됩니다 5축 가공 정확도:

길고 작은 직경의 공구는 더 많이 휨과 빠른 마모를 겪습니다.
불량한 공구 홀더, 런아웃 또는 더러운 테이퍼는 엄격한 공차 가공을 방해합니다.
스핀들 베어링과 스핀들의 열팽창은 크기와 표면 모두에 영향을 미칩니다.

유지하기 위해 CNC 부품 치수 정밀도 엄격하게, 우리는 다음에 집중합니다:

고품질 홀더와 균형 잡힌 공구
가능한 한 짧은 공구 돌출 길이
중요 특징에 대한 예정된 공구 교체

기계 교정, 프로빙 및 보상

고정밀 5축 밀링을 위해 교정은 필수입니다:

기구학적 교정은 회전 축과 선형 축을 정렬합니다.
온-머신 프로빙은 작업 오프셋과 공구 길이/반경을 자동 교정할 수 있게 해줍니다.
열 보상은 장시간 작업 시 기계의 성장에 맞춰 조정됩니다.

우리는 프로빙과 보상을 사이클 내에서 사용하여 기계가 스스로 교정하게 하며, 수동 조정이나 후처리 수정에만 의존하지 않습니다.

작업장 환경 및 온도 조절

나쁜 환경에서는 미크론 단위의 정밀도를 추구할 수 없습니다:

작업장의 온도 변화는 직접적으로 CNC 허용 오차를 변경합니다 부품에.
통풍, 기계에 비치는 햇빛, 뜨거운 칩 축적 등은 모두 변동을 더합니다.
안정된 기후 + 안정된 냉각수 = 더 반복 가능한 5축 부품 제작.

정밀 허용 오차 작업을 위해, 우리는 기계와 측정 구역 주변에 통제된 온도 범위를 유지합니다.

공정 매개변수 및 절단 전략

이송 속도, 회전 속도, 공구 경로는 도면에 얼마나 근접하게 가는지를 결정합니다:

무거운 거칠기 가공 → 더 많은 열과 변형 → 더 거친 허용 오차.
가벼운 마감 가공 → 더 부드러운 절단과 더 안정된 치수.
클라이밍 밀링, 일정한 접촉 공구경로, 적절한 단계 하강은 정확도와 표면 마감 모두를 향상시킵니다.

우리는 종종 사이클을 거칠기 → 반마감 → 마감으로 나누며, 특히 5축 부품의 GD&T 가 엄격한 형상과 프로파일을 요구하는 경우에.

초정밀 허용 오차의 비용 영향

미크론 하나당 비용이 듭니다. 공차를 엄격하게 하면 영향을 미치는 것:

사이클 타임: 더 많은 가공, 낮은 이송 속도, 더 많은 프로빙.
공구 비용: 프리미엄 공구, 더 자주 공구 교체.
검사 시간: 더 많은 CMM 검사 및 문서화.
불량한 블랭크 선택(예: 근사 정형 라운드 바 대신 두꺼운 플레이트 사용)은 사이클 시간을 급증시킵니다.: 변동 여유가 적어집니다.

우리의 규칙:

사용 기능 또는 조립이 필요할 때만 엄격한 공차를 적용하세요 (베어링 맞춤, 씰 표면, 정밀 구멍).
유지 비중요 영역에는 표준 공차를 적용하여 5축 CNC 프로젝트의 비용과 리드 타임을 통제하세요.

도면을 공유할 때, 기능에 영향을 주지 않으면서 공차를 안전하게 넓힐 수 있는 부분을 자주 강조합니다 – 이것이 정밀도와 비용 사이의 최적점을 빠르게 찾는 방법입니다 5축 가공 부품의 경우.

설계에서 엄격한 공차를 지정하고 달성하는 방법

5축 부품에 적합한 현실적인 표준 공차 선택

“가능한 한 엄격하게”가 아니라 기능에서 시작하세요. 대부분의 정밀 5축 CNC 부품에 대해, ±0.01–0.02 mm 비중요 치수에 대한 표준 공차는
비용을 크게 늘리지 않으면서도 우수한 CNC 부품 치수 정밀도를 제공합니다.

5축 CNC 공차를 현실적으로 유지하려면:
적합, 밀봉 또는 움직임이 필요한 곳(베어링, 인터페이스, 유로)에만 조이기
도면 전체에 반복해서 노트 대신 간단한 CNC 공차 차트 또는 표를 공유하세요

공차가 재료 특성에 크게 의존하는 경우, 우리의 가공을 확인하세요 재료 선택 및 특성 가이드 숫자를 잠그기 전에

5축 도면에서 GD&T를 올바르게 사용하세요

5축 부품의 GD&T는 기능을 제어하고 과도한 제약을 피해야 합니다:

부품이 5축 기계에 고정되는 방식을 일치시키는 명확하고 기능적인 기준점(데이텀)을 정의하세요
사용 위치, 프로파일, 방향 선형 치수 쌓기 대신 호출 표시를 사용하세요
보너스 공차와 데이텀 우선순위를 간단하게 유지하여 검사 및 CMM 프로그램의 견고함을 유지하세요

깔끔한 GD&T는 여러 배치에서 일관된 5축 가공 정밀도를 빠르게 얻는 가장 빠른 방법입니다

중요한 특징과 비중요한 특징을 우선순위로 정하세요

모든 표면이 정밀 가공이 필요한 것은 아닙니다:

마크 중요 기능 (맞대는 면, 구멍, 씰 홈, 터빈 또는 임펠러 표면)에는 더 엄격한 GD&T를 적용하세요
비중요 표면(커버, 외관 부위, 클리어런스 포켓)은 표준 공차로 완화하세요
가능하다면 공차 또는 색상 코딩된 모델에서 이를 명확히 표시하세요

이로써 비용을 통제하고 중요한 곳에 공정 능력을 집중할 수 있습니다

가공과 2차 마감 처리를 결합하세요

일반 정밀 5축 밀링 능력을 넘어서는 초정밀 특징의 경우, 우리는 종종:

5축 가공 후 마감 처리, 연마, 폴리싱, 랩핑, 리암 또는 EDM으로 최종 표면 가공
마감 공정을 위한 작은 허용 오차량을 남겨두기
가공과 마감이 어느 치수에 의해 유지되는지 합의하기

이 방법은 미크론 단위가 중요한 항공우주 가공 허용오차와 의료기기 가공 허용오차에서 일반적입니다.

정밀 허용오차에 적합한 검사 방법 사용

허용오차가 줄어들 때, 검사는 이에 맞춰야 합니다:

사용 정밀 허용오차를 위한 CMM 검사 복잡한 5축 기하학 및 GD&T 호출에 대해
광학 또는 레이저 스캔을 사용하여 자유형 표면과 블렌드 반경 검사
가공 중 검사 및 CNC의 허용 오차 누적을 줄이기 위해 기계 내 프로빙 사용

검사 계획을 도면의 GD&T와 항상 일치시켜 수용 시 논쟁이 없도록 하기

안정적인 5축 허용오차를 위한 설계 및 DFM 팁

생산성을 고려한 설계 개선과 5축 허용오차 안정화를 위해:

툴이 휠 수 있는 매우 얇은 벽과 깊고 좁은 포켓을 피하기
넉넉한 필렛과 표준 커터 접근성 추가
기준 특징을 강하게 유지하고 스핀들로 쉽게 접근 가능하게 설계하기
부품을 한두 번의 5축 가공으로 완전히 가공할 수 있도록 설계하기

이 선택들은 직접적으로 5축 가공의 정밀도와 반복성을 향상시킵니다.

가공 파트너와 조기 협력하기

최고의 허용오차 결과는 조기 팀워크에서 나옵니다:

3D 모델, 도면 및 기능 요구사항을 미리 공유하세요
위험한 치수에 대해 표시해 달라고 요청하고 5축 부품에 대해 더 견고한 표준 공차를 제안하세요
생산 전에 검사 보고서, 측정 방법 및 샘플링에 대해 조율하세요

이미 디자인이 정해져 있다면, 공차 요구사항을 포함한 견적 요청이 가능합니다 그리고 비용, 공정, 실현 가능한 정밀 가공에 대한 실용적인 옵션으로 답변드리겠습니다

5축 공차 규격 및 제어의 일반적인 함정

필요하지 않은 곳에 과도하게 엄격한 공차 설정

비용과 리드 타임을 빠르게 증가시키는 가장 빠른 방법 중 하나는 비중요한 특징에 초과 엄격한 공차를 지정하는 것입니다. 모든 포켓, 모서리 깎기, 또는 외관 표면이 ±0.005 mm를 필요로 하지 않습니다.
5축 CNC 부품 견적 시 항상 묻는 질문:

이 특징이 기능, 밀봉 또는 적합성에 영향을 미치나요?
이것이 결합 또는 위치 결정 표면인가요?
그렇지 않다면, 표준 가공 공차로 유지합니다. 이는 가격을 합리적으로 유지하면서도 중요한 성능을 보호합니다.

재료의 거동과 이방성을 무시하는 것

금속과 플라스틱은 기계에서 벗어난 후 다르게 거동합니다. 알루미늄, 강철, POM 또는 ABS와 같은 플라스틱은 응력 완화와 온도에 따라 다르게 움직입니다. 예를 들어, 알루미늄의 얇은 벽이나 이방성 플라스틱 부품은 가공 후 이동할 수 있습니다.
우리가 추천하는 재료는 금속 CNC 가공 범위 or 플라스틱 재료 라인업을 고려하여:

열팽창
내부 응력과 뒤틀림
섬유 방향 또는 이방성 (일부 플라스틱의 경우)

설정, 고정 장치, 검증을 과소평가하는 것

5축 기계는 설정을 줄이지만, 복잡한 부품은 여전히 스마트 고정 장치와 검증이 필요합니다. 정밀 공차 가공은 다음을 요구합니다:

단단하고 반복 가능한 고정 장치
각 중요 특징에 대한 올바른 부품 방향
검증 실행 및 공정 중 검사
고정 장치 또는 설정이 견고하지 않으면, 최고의 5축 기계라도 설계한 공차를 유지하지 못합니다.

설계와 제조 간의 오해

많은 공차 문제는 도면이 실제 제조와 일치하지 않기 때문에 발생합니다. 일반적인 문제는:

명확한 기준 구조 부재 없음
혼합되거나 불명확한 GD&T 기호
상충하는 공차
초기 엔지니어링 검토를 추진합니다: CAD/도면을 함께 검토하고, 중요 특징에 맞춰 조정하며, 조립과 기능에 필요한 공차를 확인합니다.

견고한 프로세스가 재작업과 불량 부품을 방지하는 방법

스크랩, 재작업, 납기 지연을 피하는 방법은 안정적이고 반복 가능한 프로세스이며, 단순히 '타이트한 기계'만이 아닙니다. 우리의 접근법:

현실적인 공차와 GD&T를 사전에 정의하기
적합한 재료와 가공 전략 선택하기
공정 중 프로빙과 최종 검사(CMM, 게이지) 활용하기
반복 주문을 위해 검증된 설정을 고정하기
이렇게 해서 우리는 5축 부품을 규격 내에서 유지하며, 매 배치마다 예상치 못한 비용이나 조립 실패 없이 작업을 진행합니다.