정밀 제조 분야에서는 언더컷 는 주 스핀들 축을 따라 표준 직선 생크 절삭 공구로는 접근할 수 없는 오목한 기하학적 형상입니다. 유압 밸브의 O링 홈부터 기계 작업대의 T-슬롯까지, 언더컷은 조립 간격을 확보하고 다음을 줄이는 데 필수적입니다. 스트레스 집중를 클릭하거나 씰의 안전한 위치를 만들 수 있습니다.
이러한 특징은 공구 이송의 '시각적 사각지대'에 존재하기 때문에 제조 공정에 특화된 툴링과 높은 기술 표준이 필요합니다. 이 가이드에서는 언더컷 분류, 산업 응용 분야 및 제조 가능성을 위한 설계(DFM) 원칙.
가공에서 언더컷이란 무엇인가요?
엔지니어링 관점에서 언더컷은 개구부 치수가 내부 피처 너비보다 작은 오목한 구조입니다. 그 핵심 목적 하우징 씰 또는 스냅 링과 같은 기능적 요구 사항을 충족하고 날카로운 모서리를 제거하여 피로 수명을 개선하는 것입니다.
가공에서 언더컷은 "공구 접근성"으로 정의됩니다. 피처가 부품의 자체 형상에 의해 가려져 표준 수직 공구로 절단할 수 없는 경우 언더컷으로 분류됩니다. 이러한 제한된 접근성으로 인해 특수 성형 공구 또는 다축 장비를 사용해야 하므로 언더컷은 T 슬롯 잠금 또는 환형 실링과 같은 복잡한 기계적 기능에 필수적입니다.
일반적인 언더컷 유형
언더컷의 형상은 가공 전략과 공구 선택에 직접적인 영향을 미칩니다. 실제 생산에서 언더컷은 일반적으로 몇 가지 일반적인 구조로 분류됩니다:
T-슬롯 언더컷
이것은 업계에서 가장 고전적인 언더컷 구조로, 기계 작업대에 T볼트를 장착하는 데 널리 사용됩니다. 가공 공정은 "슬롯 후 확장" 로직을 따르는데, 표준 엔드밀이 먼저 직선 파일럿 슬롯을 절단한 다음 특수 디스크 모양의 T-슬롯 커터가 슬롯에 들어가 베이스를 수평으로 확장하는 방식입니다.
사이드 언더컷
이러한 구조는 항공우주 경량화 포켓이나 복잡한 주택 내부에서 흔히 볼 수 있습니다. 절단 영역이 측벽 내부 깊숙한 곳에 위치하기 때문에 일반적으로 "롤리팝" 커터와 함께 다축 기계가 필요합니다. 이 공구는 생크보다 큰 볼 헤드 직경을 사용하여 좁은 구멍에 들어가 측면에서 재료를 빼낼 수 있습니다.
더브테일 언더컷
도브테일 홈은 각진 측면(일반적으로 45° 또는 60°)을 특징으로 하며, 입구가 좁고 밑면이 넓은 역원뿔 모양을 만듭니다. 이 지오메트리는 부품이 퍼즐 조각처럼 서로 중첩되어 정밀 가이드와 픽스처에서 셀프 센터링 및 기계적 연동을 위한 핵심 구조 역할을 합니다.
그루브형 언더컷
가장 일반적인 언더컷 유형으로, 주로 O링 또는 스냅 링을 수용하는 데 사용됩니다. 일반적으로 내부 보어 벽이나 샤프트 표면에서 발견됩니다. 홈 치수는 씰링 성능에 직접적인 영향을 미치기 때문에 유체 또는 공기 누출을 방지하기 위해 공차 요구 사항이 매우 엄격합니다.
스레드 릴리프 및 릴리프 언더컷
크기는 작지만 이러한 언더컷은 매우 중요한 기계적 디테일입니다. 나사산 릴리프는 절삭 공구에 필요한 "출구 공간"을 제공하기 위해 나사산 끝을 절단하여 나사산이 완전히 완성되도록 합니다. 한편, 샤프트 숄더의 릴리프 언더컷(또는 응력 완화)은 응력 분포를 부드럽게 하여 하중을 받는 날카로운 모서리에서 부품이 피로 골절되는 것을 방지하는 데 사용됩니다.
언더컷 가공을 위한 특수 공구
올바른 도구를 선택하는 것은 청사진과 완제품 사이의 가교 역할을 하며, 효율성과 표면 마감에 직접적인 영향을 미칩니다.
T-슬롯 커터
T-슬롯과 깊은 측면 홈을 위한 기본 선택입니다. 생크에 달린 작은 원형 톱날 모양으로, 절단면이 둘레와 위아래 양쪽 면에 있습니다.
더브테일 커터
특정 각도의 절삭날이 있는 역원뿔 구조가 특징입니다. 헤드가 목보다 넓기 때문에 정밀 가이드와 도브테일 조인트 가공에 적합하도록 특별히 설계되었습니다.
롤리팝 커터
섕크보다 큰 구형 헤드의 이름에서 유래되었습니다. 구형 절삭날은 모서리 주변까지 도달하여 뒷면이나 숨겨진 3D 표면을 가공할 수 있어 5축 가공의 필수품입니다.
내부 그루브 바
선삭 부품의 내부 오링 홈 가공을 위한 표준입니다. 이는 가느다란 바를 사용하여 구멍 내부에 방사형 절삭 날을 제공합니다. 설계 시 진입 및 후퇴 시 바의 간격을 고려해야 합니다.
스레드 릴리프 및 넥킹 도구
특정 릴리프 홈을 절단하도록 설계된 성형 공구. 가공 사각지대를 없애고 응력 집중을 줄여 베어링이나 너트와 같은 결합 부품이 숄더에 수평으로 놓일 수 있도록 합니다.
기계 설계의 일반적인 응용 분야
언더컷은 컴팩트한 고성능 구조를 구현하는 데 있어 대체할 수 없는 기계적 가치를 제공합니다:
- 유압 및 공압 시스템: 정밀한 내부 홈에는 다이나믹 씰이 있어 고압에서 누출을 방지합니다.
- 전력 전송: 샤프트의 나사산 릴리프와 스냅 링 홈을 통해 베어링과 기어를 축 방향으로 안전하게 배치할 수 있습니다.
- 정밀 기기: 더브테일 가이드를 사용하면 광학 플랫폼에서 나노 단위로 조정하고 위치를 지정할 수 있습니다.
- 항공우주 부품: 측면 언더컷은 불필요한 금속을 제거하여 강성 저하 없이 극도의 경량화를 달성합니다.
언더컷 가공의 과제
언더컷은 기능적인 디자인에 매우 매력적이지만, 제조 공정에 까다로운 요구 사항을 부과합니다. 이러한 물리적 병목 현상을 이해하면 디자이너가 "이상적인 기능"과 "생산 비용" 사이에서 최적의 지점을 찾는 데 도움이 됩니다.
도구 강성 및 채터
언더컷 가공에서는 부품 내부 깊숙한 곳이나 숄더 아래에 숨겨진 영역에 접근하기 위해 "목이 얇거나" 도달 거리가 긴 공구를 사용해야 하는 경우가 많습니다. 기계 모델링에서 공구 강성은 큐브 의 오버행 길이를 차지합니다. 즉, 공구 길이가 조금만 늘어나도 절삭력에 저항하는 능력이 급격히 떨어집니다.
이러한 강성 부족은 절삭 중 "채터"라고 하는 강한 진동을 쉽게 유발합니다. 이로 인해 표면에 눈에 보이는 잔물결 자국이 남을 뿐만 아니라 공구 모서리에 미세한 칩핑이 발생하여 부품의 치수 정확도와 수명이 직접적으로 저하될 수 있습니다.
칩 배출 및 열 축적
언더컷의 오목한 특성으로 인해 반 밀폐된 공간이 생성되어 칩 제거에 큰 어려움이 있습니다. 금속 칩이 원활하게 빠져나오지 못하면 홈에 쌓여 공구에 의해 반복적으로 분쇄되고 절단됩니다. 이 '2차 절단' 현상은 상당한 마찰 열을 발생시켜 공구 온도를 순식간에 급상승시킵니다.
기존의 절삭유 스프레이는 장애물을 우회하여 숨겨진 절삭 영역에 도달하기 어렵기 때문에 열이 국부적으로 축적되는 경향이 있습니다. 이는 공구 코팅의 마모를 가속화할 뿐만 아니라 오링 홈과 같은 중요한 씰링 표면이 열 연화 또는 미세 변형을 일으켜 잠재적인 씰링 실패로 이어질 수 있습니다.
검사 사각지대
정밀 제조 분야에는 유명한 말이 있습니다: "측정할 수 없으면 만들 수 없다." 디지털 캘리퍼나 내부 마이크로미터와 같은 표준 검사 도구는 구조적 한계로 인해 숨겨진 언더컷 영역에 도달할 수 없는 경우가 많습니다. 이러한 직접적인 가시성 부족은 품질 관리의 주요 문제점입니다.
따라서 검사 프로세스는 고가의 맞춤형 Go/No-Go 게이지 또는 특수 장거리 프로브가 장착된 좌표 측정기(CMM)에 의존해야 합니다. 측정 프로세스가 어렵고 전용 픽스처나 프로그래밍이 필요하기 때문에 생산 주기가 길어질 뿐만 아니라 품질 보증 비용도 크게 증가합니다.
도구 경로 복잡성
언더컷 가공은 결코 단순한 "인앤아웃" 작업이 아닙니다. 공구는 좁은 구멍에 정확하게 들어가 절삭 위치로 이동한 다음 작업이 완료되면 미리 정의된 안전한 경로를 따라 조심스럽게 후퇴하는 등 '미로'를 헤쳐나가듯 움직여야 합니다.
경로 계획이 약간이라도 어긋나면 공구가 후퇴하는 동안 돌출된 구조물과 충돌하여 공구가 파손되거나 부품이 폐기될 수도 있습니다. 이 복잡한 공간 로직은 CAM 프로그래머의 기술과 5축 기계의 동시 이동 정밀도에 대한 높은 요구를 요구하며, 부품당 가공 시간을 증가시키는 숨은 요인으로 작용합니다.
가공된 언더컷을 위한 디자인 팁
설계 단계에서 형상을 최적화하는 것이 비용과 기술적 위험을 줄이는 가장 효과적인 방법입니다. 다음은 언더컷 피처의 제조 가능성을 개선하기 위한 핵심 전략입니다:
표준 도구 크기에 맞추기
홈 너비, 반경 또는 각도를 계획할 때는 항상 표준 도구 카탈로그를 참조하세요. 표준화된 치수(예: 3mm 또는 6mm 너비 또는 45° 및 60° 도브테일 각도)를 활용하면 기성 공구를 사용할 수 있습니다. 이렇게 하면 맞춤 제작 도구와 관련된 높은 비용을 피할 수 있고 생산이 몇 주씩 지연될 수 있는 긴 리드 타임을 방지할 수 있습니다.
도구 입력 공간 예약
언더컷 공구는 일반적으로 절단을 수행하기 위해 측면으로 이동하기 전에 구멍을 통해 들어가야 합니다. 진입 직경이 공구 헤드보다 큰지 확인하고 공구 생크가 흔들리거나 이동할 수 있는 충분한 여유 공간을 확보하는 것이 중요합니다. 설계 단계에서 적절한 시뮬레이션을 수행하면 공구가 진입 또는 후퇴하는 동안 부품 모서리와 충돌하는 것을 방지할 수 있습니다.
깊이 대 너비 비율 제어
언더컷 깊이와 개구 폭의 비율은 가공 안정성에 직접적인 영향을 미칩니다. 언더컷 깊이는 개구 폭의 1.5배 이내로 유지하는 것이 좋습니다. 이 비율을 초과하면 초슬림 공구 생크를 사용해야 하므로 공구 강성이 크게 감소하고 진동(채터)이 발생하여 표면 정삭이 불량하거나 공구가 파손될 수 있습니다.
중요 표면을 명확하게 정의
기술 도면에 오링용 씰 시트와 같이 기능하는 표면을 명확하게 지정합니다. 비기능 릴리프 영역의 공차 요구 사항을 완화하면 기공사가 공구 경로를 최적화하고 절삭 속도를 높일 수 있으므로 부품당 생산 비용을 크게 절감할 수 있습니다.
결론
언더컷은 기계적 성능과 구조적 컴팩트함의 균형을 맞출 수 있는 강력한 도구입니다. 성공적인 설계를 위해서는 제조 접근성에 대한 깊은 이해가 필요합니다. 유형을 조기에 파악하고 표준 툴링을 일치시키며 철저한 DFM 평가를 수행함으로써 엔지니어는 더 낮은 비용으로 고품질의 결과를 얻을 수 있습니다.
도면을 완성하기 전에 전문적인 프로세스 검토를 받는 것이 좋습니다. 지금 바로 엔지니어링 팀에 문의하세요 를 클릭해 3D 모델을 업로드하고 기술 타당성 평가와 자세한 견적을 받아보세요.
