CNC 가공에서 언더컷은 작은 설계 요소이지만 가격, 납기, 제조 가능성에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 일반 엔드밀은 접근 방향이 확보된 상태에서 포켓, 슬롯, 구멍, 프로파일 등을 가공할 수 있습니다. 하지만 언더컷은 가공물의 일부가 벽, 어깨, 턱, 돌출부 등에 가려져 있기 때문에 다릅니다. 공구 본체나 홀더가 가공물과 충돌하지 않고 절삭 공구가 이러한 장애물 뒤쪽까지 도달해야 합니다.
언더컷이 무조건 나쁜 것은 아닙니다. O링 홈, 리테이닝 링, 나사산 릴리프, 스냅핏, 도브테일 슬라이드, T-슬롯, 씰링 디테일, 조립 간극 확보 등에 필요한 경우가 많습니다. 문제는 사용 가능한 공구, 공구 접근성, 공차, 검사 등을 고려하지 않고 설계할 때 발생합니다. 이 경우, 간단해 보이는 CAD 도면이라도 정확한 견적을 내기 전에 특수 절삭 공구, 추가 설정, 5축 가공, EDM 가공, 또는 설계 검토가 필요할 수 있습니다.
이 가이드에서는 CNC 가공 언더컷의 주요 유형, 가공에 사용되는 공구, 실제 크기 규칙, 비용 요인 및 공급업체에 필요한 견적 정보를 설명합니다.
CNC 가공에서 언더컷이란 무엇인가요?
언더컷은 일반적인 직선 공구 경로로는 접근할 수 없는 오목한 형상입니다. 밀링 가공에서는 일반적으로 공구 접근성이 제한 요인입니다. 절삭날이 형상의 측면이나 뒷면을 가공해야 하는 동안 공구대가 좁은 틈을 통과해야 할 수 있습니다. 선삭 가공에서는 언더컷이 어깨 부분, 나사산, 밀봉 부위 또는 고정부 근처에 릴리프 홈 형태로 나타나는 경우가 많습니다.
대표적인 예로는 구멍 내부의 홈, 표면 아래의 T자형 홈, 도브테일 프로파일, 역곡선, 또는 나사산 어깨 뒤쪽의 릴리프 등이 있습니다. 견적을 낼 때 가장 중요한 질문은 해당 형상을 가공할 수 있는지 여부뿐만 아니라, 신뢰할 수 있는 가공, 명확한 검사, 그리고 필요한 수량만큼 반복 생산이 가능한지 여부입니다.
DFM 및 견적 산정에서 가격 인하가 중요한 이유
CAD 도면에서는 언더컷이 사소해 보일 수 있지만, 제조 공정에 큰 영향을 미칠 수 있습니다. 얕은 홈은 표준 커터가 맞으면 간단하게 가공할 수 있지만, 포켓 깊숙이 있는 유사한 홈은 긴 절삭 공구, 느린 이송 속도, 특수 고정 장치 또는 다른 공정이 필요할 수 있습니다. 따라서 언더컷은 도면이 확정된 후가 아니라 CNC 가공을 고려한 설계(DFM) 단계 에서 검토해야 합니다.
견적을 요청하기 전에 언더컷이 기능적인지 아니면 단순히 모델링 과정에서 남은 부분인지 판단하십시오. 기능적인 언더컷은 문서화해야 합니다. 기능적이지 않은 언더컷은 일반적으로 제거하거나, 확장하거나, 단순화해야 합니다.
CNC 가공 시 흔히 발생하는 언더컷 유형
| 언더컷 타입 | 일반적인 사용 | 가공 참고 사항 |
|---|---|---|
| T자형 홈 언더컷 | 고정 슬롯, 클램프 기능, 슬라이딩 너트 | 일반적으로 직선 진입 슬롯을 만든 후 T자형 슬롯 커터로 절단합니다. |
| 도브테일 언더컷 | 슬라이드, 위치 고정 레일, 잠금 표면 | 가장 좋은 각도는 표준 장부맞춤 절단기 각도인 45도 또는 60도에 맞는 각도입니다. |
| 내부 홈 | O링, 리테이닝 링, 씰, 스냅링 | 슬로팅 커터로 밀링 가공하거나 내부 홈 가공 공구로 선삭 가공할 수 있습니다. |
| 롤리팝 언더컷 | 역반경, 혼합된 입체감, 복잡한 3D 표면 | 곡선 형상에 유용하지만 편향 및 충돌 위험에 민감합니다. |
| 릴리프 언더컷 | 나사산 여유, 어깨 여유, 조립 여유 | 목적과 허용 범위가 명확하다면 종종 경제적입니다. |
| 숨겨진 뒷면 기능 | 고리, 클립, 경량화 포켓, 숨겨진 채널 | 부품을 뒤집거나, 각도를 조절하여 접근하거나, 4축 또는 5축 가공이 필요할 수 있습니다. |
T자형 홈과 장부맞춤은 일반적으로 표준 커터 제품군을 사용할 수 있기 때문에 예측 가능성이 높습니다. 반면, 숨겨진 포켓과 역반경 홈은 공구가 주변 형상을 따라 이동하면서 강성을 유지하고 충돌을 피해야 하므로 예측 가능성이 낮습니다.
언더컷 가공에 사용되는 도구
| 도구 또는 프로세스 | 베스트 | 설계적 함의 |
|---|---|---|
| T-슬롯 커터 | T자형 홈과 오목한 어깨 부분 | 진입로와 측면 여유 공간이 필요합니다. |
| 더브테일 커터 | 각진 잠금 프로파일 및 슬라이드 기능 | 비표준 각도는 공구 비용을 증가시킬 수 있습니다. |
| 롤리팝 커터 | 역반경과 구형 부조 | 정밀한 공구 경로 시뮬레이션과 안정적인 절삭 조건이 필요합니다. |
| 키시트 또는 슬로팅 커터 | 측면 홈 및 고정 링 특징 | 홈 너비가 표준 커터 크기와 일치할 때 가장 효과적입니다. |
| 내부 홈 가공 공구 | 보어 내부에 가공된 홈 | 충분한 내경, 도달 거리 및 칩 배출 공간이 필요합니다. |
| 사용자 정의 양식 도구 | 특수 프로필 또는 반복 생산 | 추가 공구 비용이 발생하지만 대량 생산 시 생산 주기 시간을 단축할 수 있습니다. |
| 4축 또는 5축 가공 | 막히거나 경사진 접근 기능 | 접근성은 향상되지만 프로그래밍, 설정 및 검사 비용이 추가됩니다. |
가장 경제적인 선택이 항상 가장 최첨단 장비는 아닙니다. 표준 T-슬롯 커터를 사용하는 잘 설계된 3축 가공이 복잡한 5축 가공 경로보다 비용이 적게 들 수 있습니다. 적절한 방법은 형상, 재질, 공차, 표면 조도 및 수량에 따라 달라집니다.
표준 크기 및 실용적인 설계 규칙
각 공급업체마다 사용하는 툴링이 다르기 때문에 모든 언더컷에 적용 가능한 표준 사이즈 차트는 없습니다. 하지만 다음 규칙을 따르면 부품 견적 및 제조가 더 쉬워집니다.
- 표준 절단 폭을 사용하십시오. T자형 홈 가공용 커터와 슬로팅 커터는 일반적으로 다양한 미터법 크기로 제공되지만, 임의의 홈 너비를 가공하려면 구매하거나 맞춤 제작해야 할 수 있습니다.
- 깊이를 적절하게 유지하세요. 우선, 가능하면 언더컷 깊이를 커터 폭의 약 2배 정도로 유지하십시오. 깊고 좁은 형상은 휘어짐과 파손 위험을 증가시킵니다.
- 공구 간격을 추가하세요. 커터 본체, 생크 및 홀더에는 공간이 필요합니다. 주변 벽이 좁으면 실제로 가공 가능한 프로파일을 만드는 것이 불가능할 수 있습니다.
- 일반적인 장부맞춤 각도를 맞추세요. 45도와 60도 장부맞춤 절삭날이 흔히 사용됩니다. 특수 각도는 기능적인 이유로 정당화되어야 합니다.
- 더 큰 내부 반지름을 사용하십시오. 반경이 클수록 공구 강도가 강해지고 표면 마감이 개선되며 작업 주기가 단축됩니다.
- 간극 설정 시 허용 오차를 과도하게 설정하지 마십시오. 언더컷이 단순히 간섭 방지만을 위한 것이라면, 기능에 영향을 미치지 않는 정밀한 콜아웃은 피해야 합니다.
- 도면의 목적을 명시하십시오. "간극 확보용" 또는 "O링 홈, 밀봉면 중요"과 같은 메모는 공급업체가 정확한 견적을 내는 데 도움이 됩니다.
이는 견적 가이드라인일 뿐, 고정된 한도가 아닙니다. 중요 부품의 경우, 공급업체는 생산 전에 STEP 파일, 공구 접근성 및 도면을 검토해야 합니다.
언더컷이 CNC 가공 비용에 미치는 영향
언더컷은 특수 공구, 추가 설정, 느린 가공 속도 또는 어려운 검사 등으로 인해 비용을 증가시킵니다. 부품 제조 자체는 여전히 가능할 수 있지만, 제조 공정이 비효율적이게 됩니다.
- 특수 공구: 롤리팝 커터, 긴 도달 거리의 슬로팅 툴, 맞춤형 형상 툴은 비용과 납기를 증가시킬 수 있습니다.
- 도구 활용 범위: 길거나 가는 공구는 진동이 심해 떨림, 공구 자국 또는 불규칙한 치수를 남길 가능성이 더 큽니다.
- 추가 설정: 부품을 뒤집거나 재배치해야 하는 경우, 설정 시간과 정렬 위험이 증가합니다.
- 기계 선택: 숨겨진 형상을 가공하려면 4축, 5축, EDM 또는 맞춤형 고정 장치가 필요할 수 있습니다.
- 자료: 스테인리스강, 티타늄, 경화강 및 내열 합금은 알루미늄이나 황동보다 언더컷을 더 단단하게 만듭니다.
- 표면 마무리 : 숨겨진 클리어런스 홈은 광택 처리된 밀봉 홈이나 미관상 언더컷보다 시공이 더 쉽습니다.
- 검사 : 내부 홈 가공에는 특수 게이지, CMM 설계 또는 기능 테스트가 필요할 수 있습니다.
예산이 중요하다면, 표준 공구를 사용하면서 약간의 형상 변경으로 동일한 기능을 유지할 수 있는지 문의하십시오. 더 자세한 비용 관련 정보는 복잡한 CNC 가공의 난이도와 비용을 줄이는 방법 에 대한 저희 기사를 참조하십시오.
가격 인하를 줄이는 방법
가장 이상적인 언더컷은 안정적인 툴링과 명확한 검사를 통해 제 기능을 다하는 것입니다. 견적을 요청하기 전에 다음 설계 변경 사항을 적용하십시오.
- 주변 벽이 기능을 하지 않는 경우 해당 기능을 활성화하십시오.
- 숨겨진 형상 때문에 가공이 너무 어려운 경우 부품을 두 부분으로 나누십시오.
- 표준 절단기 형상에 맞게 너비, 반경 또는 각도를 조정하십시오.
- 절단기 및 홀더 주변의 접근 공간을 확보하십시오.
- 해당 형상을 일반적인 가공 설정에서 가공 가능한 방향으로 이동시키십시오.
- 중요하지 않은 표면의 허용 오차를 완화하십시오.
- 생산 전에 실용적인 검사 방법을 정의하십시오.
정밀 조립의 경우, 언더컷과 CNC 가공 공차를 함께 검토해야 합니다 . ±0.10mm의 공차로 쉽게 가공할 수 있는 홈도 ±0.02mm의 공차가 발생하면 특히 깊거나, 내부에 있거나, 측정하기 어려운 경우 비용이 많이 들 수 있습니다.
CNC 언더컷 가공 견적을 위해 보내야 할 서류는 무엇인가요?
명확한 견적 패키지는 엔지니어링 팀이 가격을 책정하기 전에 적절한 프로세스를 선택하는 데 도움이 됩니다. 3D 모델과 2D 도면을 모두 보내주십시오. 모델은 형상을 보여주고, 도면은 기능, 공차, 재료, 마감 및 검사 요구 사항을 설명합니다.
| 견적 항목 | 중요한 이유 |
|---|---|
| STEP 파일 | 접근성, 충돌 위험 및 가공 순서를 보여줍니다. |
| 기술 도면 | 주요 치수, 공차, 마감, 재질 및 참고 사항을 정의합니다. |
| 언더컷 치수 | 폭, 깊이, 반경, 각도, 내경 및 벽 두께는 공구에 영향을 미칩니다. |
| 기능적 목적 | 해당 기능이 간극 확보, 밀봉, 고정, 슬라이딩 또는 외관 개선을 위한 것인지 명확히 합니다. |
| 소재 및 마감 | 절삭 공구 선택, 이송 속도, 디버링, 코팅 및 검사에 영향을 미칩니다. |
| 수량 | 표준 공구와 맞춤형 공구 중 어느 것이 적합한지 판단합니다. |
| 검사 요구 사항 | 숨겨진 형상을 어떻게 검증해야 하는지에 대한 분쟁을 방지합니다. |
어떤 치수를 명시해야 할지 확실하지 않다면, 해당 부품이 조립 과정에서 어떻게 작동하는지 설명하십시오. "내부 홈은 O링을 고정합니다. 밀봉 직경이 중요합니다."와 같은 메모는 가공 담당자에게 유용한 지침을 제공합니다. CNC 가공 견적을 위한 파일 준비 가이드도 참고하실 수 있습니다.
3축 CNC 기계로 언더컷 가공이 가능한가요?
네, 절삭 공구가 형상에 진입할 수 있고 충분한 여유 공간이 있다면 3축 CNC 밀링 머신으로 언더컷 가공을 많이 할 수 있습니다. T자형 홈, 측면 홈, 릴리프 컷 등이 일반적인 예입니다. 하지만 주변 형상으로 인해 가공이 불가능한 경우에는 4축 또는 5축 가공이 더 적합할 수 있습니다.
가격 인하는 항상 비싼가요?
아니요. 개방형 접근 방식의 표준 릴리프 홈은 비용 증가가 미미할 수 있습니다. 언더컷은 깊이, 폭, 규격 외 형태, 검사 어려움 또는 절삭 공구가 안전하게 접근할 수 없는 위치에 있을 때 비용이 증가합니다. 수량 또한 중요합니다. 맞춤형 툴링은 단일 프로토타입에는 적합하지 않을 수 있지만, 반복 생산에는 효율적일 수 있습니다.
최종 CNC 언더컷 설계 체크리스트
- 언더컷은 기능, 조립, 밀봉 또는 고정에 필요한가요?
- 해당 기능을 열거나, 단순화하거나, 이동할 수 있습니까?
- 표준 T자형 홈, 장부맞춤, 홈 가공 또는 막대사탕형 홈 가공 도구와 호환됩니까?
- 절단기 본체와 홀더를 설치할 공간이 충분한가요?
- 너비, 깊이, 반지름 및 각도가 명확하게 정의되어 있습니까?
- 엄격한 공차는 기능성 표면에만 적용되는 것인가요?
- 언더컷 부분을 일반 공구나 게이지로 검사할 수 있습니까?
- 재료, 마감, 수량 및 검사 요구사항이 포함되어 있습니까?
CNC 가공 시 언더컷은 제조를 고려하여 설계하면 충분히 가공 가능합니다. 커터 접근 방식, 홈 폭, 반경 또는 공차를 약간만 변경해도 까다로운 형상을 예측 가능한 정밀 가공으로 바꿀 수 있습니다. 다음 프로젝트에 언더컷이 포함되어 있다면 STEP 파일과 기술 도면을 이아시아홈(Easiahome)의 CNC 가공 서비스 팀에 보내 제조 가능성 검토 및 실질적인 견적을 받아보세요.
