대형 기계 가공 용접물의 평탄도 공차: 무엇을 지정해야 하는가
평탄도는 대형 프레임 도면에서 가장 자주 과하게 지정되는 특성입니다. 또한 가장 비싼 것 중 하나이기도 합니다. 조이면 비용이 조금 느는 것이 아니라 마감 공정, 두 번째 응력 제거, 다른 기계, 또는 그 모두가 추가되기 때문입니다.
공차가 무엇을 의미하는지, 현실적으로 달성 가능한 수치는 얼마인지, 필요한 것을 확실히 얻는 지시를 어떻게 쓰는지 설명합니다.
평탄도란 무엇인가
평탄도는 형상 공차입니다. 평행한 두 평면 사이의 구역을 정의하며, 면 전체가 그 안에 있어야 합니다. 다른 어떤 것에 대한 자세나 위치에 대해서는 아무것도 말하지 않습니다. 면이 완벽하게 평평하면서 심하게 기울어 있어도 합격합니다.
이 구분은 중요합니다. 사람들이 원하는 것은 대개 평탄도가 아니라 두 장착면 사이의 평행도, 또는 떨어진 여러 패드에 걸친 동일 평면도이기 때문입니다. 동일 평면도를 의미하면서 평탄도를 지정하는 것은 흔하고 비싼 혼동입니다. 패드 네 개가 각각 훌륭하게 평평해도 서로 다른 네 평면 위에 있을 수 있습니다.
중요한 것이 네 개의 다리가 한 평면에 놓이는 것이라면 동일 평면도라고 쓰거나 데이텀에 대한 면의 윤곽도 지시를 사용하십시오. 제작업체가 고마워할 것이고 견적도 낮아집니다.
현실적인 수치
탄소강 용접물에 대한 실무에서 반올림한 수치입니다.
| 조건 | 일반적인 평탄도 | 비고 |
|---|---|---|
| 용접 상태 그대로, 응력 제거 없음 | 300 mm당 0.3–0.8 mm | 용접부 배치에 따라 편차가 큼 |
| 용접 상태, 응력 제거함 | 300 mm당 0.3–0.5 mm | 더 일정하지만 더 엄격해지지는 않음 |
| 기계 가공, 표준 | 0.05 mm/m | 일반적인 기본값 |
| 기계 가공, 엄격 | 0.02 mm/m | 좋은 기계와 두 번째 응력 제거 필요 |
| 기계 가공, 정밀 | 0.02 mm/m 미만 | 전문 작업, 온도 관리, 고가 |
눈여겨볼 점이 두 가지 있습니다. 첫째, 응력 제거는 용접 상태의 평탄도를 크게 개선하지 않습니다. 이후의 기계 가공이 유지되도록 하는 것입니다. 둘째, 0.05에서 0.02 mm/m로 가는 단계는 비용이 2.5× 늘어나는 것이 아니라 공정이 달라지는 것입니다.
공차는 크기에 따라 달라져야 한다
실용적인 경험칙은, 달성 가능한 평탄도가 특성 치수의 제곱근에 대략 비례한다는 것입니다. 면의 길이가 두 배가 되면 같은 제작 난이도에 대해 약 1.4×의 공차를 허용해야 합니다.
300 mm 패드에서 평탄도 0.05 mm는 일상적입니다. 같은 0.05 mm를 3 m에 걸쳐 요구하는 것은 차원이 다른 문제입니다. 기계 자체의 웨이 오차, 절삭 중 부품의 열 팽창, 부품을 받치는 방식이 모두 지배적이 됩니다.
그래서 평탄도는 보통 하나의 총량이 아니라 단위 길이당(0.05 mm/m)으로 지정합니다. 긴 면에 걸쳐 하나의 총량을 쓴다면 도면을 발행하기 전에 미터당으로는 무엇을 뜻하는지 확인하십시오.
공차를 달성 가능하게 하는 순서
평탄도는 검사대가 아니라 공정에서 사는 것입니다.
- 대칭을 고려해 설계한다. 중립축에 대해 균형 잡힌 용접 배치는 한쪽에서만 용접한 것보다 훨씬 덜 움직입니다. 후판 용접의 변형 제어를 참고하십시오.
- 기계 가공 전에 응력을 제거한다. 면이 제자리에 있기를 원한다면 필수입니다. 용접 기계 베이스의 응력 제거를 참고하십시오.
- 황삭하고, 두꺼우면 다시 응력을 제거한 뒤 마무리한다. 금속을 많이 깎으면 응력이 풀립니다. 두꺼운 단면에서는 공정 사이의 두 번째 응력 제거가 더 엄격한 수치를 지켜 줍니다.
- 사용될 때와 같은 방식으로 부품을 받친다. 기계 테이블에 4 m 프레임을 단단히 클램프하면 완벽하게 평평하게 가공할 수 있지만, 풀면 튕겨 돌아옵니다. 좋은 업체는 기초를 흉내 내는 3점 지지로 가공합니다.
- 온도에 적응시킨다. 추운 야적장에서 가져와 바로 절삭한 부품은 작업 중에 팽창합니다.
측정 방법과 그 합의
측정 방법에 합의할 수 없는 공차는 공차가 아닙니다. 큰 면에서는 방법에 따라 수치가 달라집니다.
- 직선자와 틈새 게이지: 빠르고 거칠며, 용접 상태의 점검에는 충분
- 정밀 수준기와 스윕: 전통적인 방법으로 기계 웨이에는 좋지만 느림
- 레이저 트래커: 대형 프레임의 실용적인 표준. 정확도는 보통 수 미터 범위에서 수십 미크론
- 대형 3차원 측정기: 가장 정확하지만 기계 크기에 제한되며 보통 외주
방법, 측정 점의 수, 지지 조건을 지정하십시오. “평탄도 0.05 mm/m, 3점 지지에서 레이저 트래커로 측정, 최소 25점”은 공차입니다. “평평해야 함”은 대화의 시작입니다. 측정 장비는 대형 프레임의 치수 검사에서 더 자세히 다룹니다.
온도도 사양의 일부
강재는 1 °C당 미터마다 대략 12 µm 팽창합니다. 4 m 면에서 작업장 바닥과 귀사 공장 사이에 10 °C의 차이가 있으면 길이로 약 0.5 mm의 변화이며, 부품이 불균일하게 가열되면 그 일부가 형상 오차로 나타납니다.
0.05 mm/m보다 엄격한 것에는 검사 온도(보통의 기준은 20 °C)를 명시하고 항온 유지 시간을 허용하십시오. 그렇지 않으면 같은 날 같은 부품을 측정하고도 귀사와 업체가 서로 다른 수치를 얻을 수 있습니다.
도면을 발행하기 전의 네 가지 질문
- 평탄도인가, 동일 평면도인가, 평행도인가. 비용이 다릅니다.
- 이 면은 애초에 기계 가공이 필요한가. 블라스트 후 연삭한 면은 훨씬 저렴하며, 중요하지 않은 장착에는 충분한 경우가 많습니다.
- 심으로 대신할 수 있는가. 3 mm 심 팩을 설계에 넣는 것은 무료입니다. 두 번째 평면을 기계 가공하는 것은 무료가 아닙니다.
- 계산이 낸 수치는 얼마였는가. 지난 도면에 있던 수치가 아니라. 물려받은 공차는 피할 수 있었던 기계 가공 비용의 가장 흔한 단일 원인입니다. 대형 프레임과 스키드의 비용을 좌우하는 요인을 참고하십시오.
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