CNC 선반 가공 조건 계산기 및 공식 (절삭조건)

tech turning
6월 21일
2분 분량

최종 수정일: 6월 30일

CNC 선반 가공은 원통형 부품을 정밀하게 가공하는 데 핵심적인 역할을 합니다. 최신 가공 조건 계산법을 익히면 생산성을 높이고 공구 수명을 연장할 수 있습니다. 이 블로그에서는 선반 가공의 주속, 피드 속도, 절삭 깊이 계산 방법을 설명하고, G96 및 G97 모드와 함께 SUS 스틸과 알루미늄 예제를 포함합니다. 마지막에 제공된 계산기를 사용해 직접 조건을 계산해볼 수 있습니다.

1. 기본 가공 조건 개요

선반 가공 조건은 회전 속도와 피드율에 크게 의존합니다. 주요 매개변수:

주속 (Vc): 공구 외주 속도 (단위: m/min), 공구 외곽이 재료 표면을 지나가는 속도.
피드 속도 (Vf): 피드율 (단위: mm/min).
주축회전수 (S): RPM (회전/분).
피드율 (F): 1회전당 피드 (단위: mm/rev).

이러한 변수들은 재료, 공구, 가공 목적에 따라 조정됩니다.

2. G96 및 G97 모드 이해

G96 (상수 주속 제어):

정의: 주속(Vc)을 일정하게 유지하며, 가공 직경(D)이 변할 때 주축회전수(S)가 자동으로 조정됩니다.
G코드: G96 S<주속값> (예: G96 S250는 Vc=250 m/min).
장점: 직경 변화(예: 테이퍼 가공) 시 일정한 절삭 속도를 유지하여 공구 수명과 표면 조도를 개선.
주의: 기계의 최소/최대 RPM 제한을 확인해야 하며, 너무 낮거나 높은 RPM은 가공 품질에 영향을 줄 수 있음.

G97 (상수 RPM 제어):

정의: 주축회전수(S)를 일정하게 유지하며, Vc는 직경에 따라 변동됩니다.
G코드: G97 S<RPM값> (예: G97 S1000은 1000 RPM).
장점: 고정 직경 가공 시 설정이 간단하고, 일정한 RPM으로 안정적인 가공 가능.
주의: 직경이 클수록 Vc가 증가하여 공구 마모가 빨라질 수 있음.

3. 선반 가공 조건 계산

주축회전수 (S) 계산 (G97 모드 기준):

예제 1: 알루미늄 (Ø50mm 봉, G96 모드)

조건: Vc = 250 m/min, F = 0.3 mm/rev
G96 설정: G96 S250 (Vc를 250 m/min으로 고정)
초기 주축회전수 (S): S = 250 × 1000 × (π × 50)^(-1) ≈ 1592 RPM
피드 속도 (Vf): Vf = 1592 × 0.3 ≈ 478 mm/min
CNC 설정: G96 S250 G01 X-2.0 F478
참고: 직경이 25mm로 줄면 S3184 RPM으로 자동 조정.

예제 2: 스틸 (Ø30mm 봉, G97 모드)

조건: Vc = 100 m/min, F = 0.15 mm/rev
G97 설정: G97 S1061 (수동 RPM 설정)
주축회전수 (S): S = 100 × 1000 × (π × 30)^(-1) ≈ 1061 RPM
피드 속도 (Vf): Vf = 1061 × 0.15 ≈ 159 mm/min
절삭 깊이 (Ap): 1.0 mm
CNC 설정: G97 S1061 G01 X-1.0 F159
참고: 직경 변화 시 Vc가 조정되지 않음.

4. 실무 팁

G96 사용 시: 가변 직경 가공(테이퍼, 곡면)에서 유리. 최소 RPM(예: 100 RPM) 설정을 확인하여 공구 떨림 방지.
G97 사용 시: 고정 직경 가공(예: 외경 선삭) 시 적합. Vc가 과도하게 증가하지 않도록 직경과 RPM 모니터링.
재료 조정: 알루미늄은 고속(Vc=200~300 m/min)과 높은 피드(F=0.2~0.4 mm/rev) 가능. SUS는 저속(Vc=80~150 m/min)과 낮은 피드(F=0.1~0.2 mm/rev)로 20~30% 감소.
절삭유: SUS 가공 시 열과 마모를 줄이기 위해 고압 절삭유 필수.
공구 선택: SUS는 PVD 코팅 인서트(CNMG-MM), 알루미늄은 비코팅 또는 DLC 코팅 사용 권장.

5. 결론

CNC 선반 가공의 성공은 G96(상수 주속)와 G97(상수 RPM) 모드를 상황에 맞게 선택하는 데 달려 있습니다. 알루미늄과 SUS 스틸 예제를 참고하여 최적의 가공 조건을 설정하고, 아래 계산기를 활용해 직접 계산해보세요. 추가 정보는 공구 제조업체 매뉴얼이나 CNC 기계 사양을 확인하세요.

궁금한 점이 있으면 언제든 댓글로 남겨주세요!