5축 CNC 기계의 유형: 트러니언과 스위블 헤드 설계 비교

트러니언과 스위블 헤드: 서로 다른 두 가지 5축 디자인

5축 CNC 기계를 평가할 때 가장 근본적인 차이점은 기계 설계에 있습니다. 대부분 트러니언 스타일과 스위블 헤드 구성의 두 가지 범주로 나뉩니다. 각 설계는 가공하는 부품의 크기, 모양, 복잡성에 따라 고유한 장점과 잠재적 한계를 제공합니다.

트러니언 스타일 5축 기계: 복잡한 부품을 위한 컴팩트한 파워

트러니언 스타일 5축 기계는 3축 머시닝 센터에 회전 및 틸팅 테이블(흔히 A/C 축 로터리 테이블이라고 함)이 장착되어 있습니다. 공작물은 테이블에 고정되어 있고, 테이블은 기울어지고 회전하여 절삭 공구의 방향이 고정된 상태에서 동시에 다축 이동이 이루어집니다.

트러니언 스타일 기계는 복잡한 공작물 위치 지정과 동시 5축 가공을 위한 견고한 플랫폼을 제공합니다.

이 구조는 뛰어난 강성과 기계적 지렛대를 제공하여 공격적인 재료 제거 및 고속 윤곽 가공에 적합합니다. 스핀들 방향이 변경되지 않으므로 공구 경로를 더 예측할 수 있고 공구 수명을 연장할 수 있습니다. 공구와 부품 사이의 견고한 연결 덕분에 특히 윤곽이 있는 표면, 얇은 벽 또는 미세한 특징의 금형 캐비티에서 더 엄격한 공차를 구현할 수 있습니다.

트러니언 설정은 또한 부품 회전으로 인한 칩 배출이 우수하여 공구 부하를 줄이고 표면 조도를 개선할 수 있다는 이점이 있습니다. 이러한 기계는 항공우주, 의료 및 금형 제조 산업 등 복잡한 형상이 까다로운 공차를 충족해야 하는 모든 산업에서 필수적인 장비입니다.

하지만 한계가 있습니다. 트러니언 테이블이 기울어지면 사용 가능한 가공 범위가 특히 Z축에서 축소됩니다. 이로 인해 큰 부품의 크기나 방향이 제한될 수 있습니다. 어색한 형상의 경우 고정 장치가 더 복잡해지고, 틸트-회전 동작 중 충돌을 방지하기 위해 부품에 맞춤형 고정 장치 또는 클램프가 필요할 수 있습니다.

높은 정확도가 요구되는 중소형 부품을 가공하는 공장의 경우, 트러니언 스타일 플랫폼은 성능과 설치 공간 효율성의 탁월한 균형을 제공합니다.

스위블 헤드 디자인: 유연성 및 도구 접근성 향상

스위블 헤드(또는 관절형 헤드) 5축 기계는 공작물을 기울이지 않고 절삭 스핀들 자체를 회전시켜 다축 이동을 실현합니다. 일반적으로 헤드가 A축과 B축을 중심으로 회전하므로 공구가 거의 모든 각도에서 공작물에 접근할 수 있습니다. 공작물은 고정 테이블에 고정된 상태로 유지되므로 픽스처 설계가 간소화되고 사용 가능한 작업량이 극대화됩니다.

이 설계는 특히 이러한 부품을 회전시키는 것이 비현실적이거나 안전하지 않은 경우, 높이가 높거나 무거운 부품을 가공하는 데 탁월합니다. 공작물이 움직이지 않기 때문에 안전거리 문제, 부품 변형 또는 동적 불균형의 위험이 적습니다. 대형 항공 우주 구조물, 엔진 하우징 및 용접 어셈블리는 이 아키텍처의 이점을 활용하는 경우가 많습니다.

또한 스위블 헤드 기계는 깊은 캐비티, 언더컷 및 복잡한 3D 표면에 대한 탁월한 접근성을 제공합니다. 확장형 공구 홀더 또는 롱 엔드 밀과 결합하면 공작물을 기울이거나 이동할 필요 없이 공구가 '도달'할 수 있습니다. 이는 내부 피처가 중요한 에너지, 자동차, 금형/금형과 같은 산업에서 특히 유용합니다.

즉, 무빙 헤드 설계는 일반적으로 고정 스핀들 시스템에 비해 강성이 약간 떨어지며, 특히 무거운 절삭 또는 장거리 작업 시에는 더욱 그렇습니다. 공구 회전으로 인한 동적 힘으로 인해 처짐이나 진동이 발생할 수 있으며, 이는 공구 경로 전략, 이송 속도 최적화 또는 서포트 툴링을 통해 관리해야 합니다.

광범위한 공작물 범위에서 최대의 유연성이 필요하거나 워크홀딩 제약으로 인해 공작물 이동이 제한되는 애플리케이션의 경우 스위블 헤드 기계는 탁월한 적응성을 제공합니다.

트러니언과 스위블 헤드 시스템 비교하기

트러니언 스타일과 스위블 헤드 5축 CNC 기계 구성을 나란히 시각적으로 비교합니다.

워크플로에 적합한 구성 선택하기

고속 가공과 일관된 치수 정확도가 요구되는 소형 공작물을 중심으로 작업하는 경우 트러니언 스타일 설정이 탁월한 결과를 제공합니다. 반면 스위블 헤드 기계는 더 크고 무겁거나 기하학적으로 복잡한 공작물을 더 효율적으로 처리할 수 있습니다.

결정은 처리하는 주요 부품 유형과 매장에서 사용할 수 있는 바닥 공간 및 고정 장치 전략에 따라 이루어져야 합니다.

요약 및 실제 고려 사항

트러니언 기계는 소형 부품에 뛰어난 강성과 효율성을 제공하는 반면, 스위블 헤드 시스템은 유연성과 도달 범위가 필요할 때 빛을 발합니다. 많은 최신 공장에서는 생산 요구 사항에 따라 하나를 선택하거나 더 넓은 기능을 위해 두 가지 모두에 투자합니다.

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