[기계공작법] 공작 기계 중 기타 절삭 기계 (고속가공, 복합가공)

기타 절삭 기계 (고속가공, 복합가공)

 

 

 

 

 

7. 고속가공

 

 

  1) 고속가공의 개요에 대해 간단히 설명

 

     고속가공이란 재료 제거율을 향상시켜 생산 비용 및 생산시간을 단축하는 가공 기술

 

 

  2) 고속 빌트인 축

 

     = 모터 내장형 축 : 모터를 직접 주축에 부착시키는 축

 

 

  3) 고속 가공 시 유의 점

 

     ① 가공재료 : 강, 알루미늄, 티타늄 합금, 니켈합금, 특수합금

     ② 가공방법 : 선삭, 밀링, 드릴 등

     ③ 절삭공구 : 초경공구, 세라믹 공구, 다이아몬드공구, CBN 공구

     ④ 공작기계 : 기계의 강성, 진동 보완

     ⑤ 부품의 요구조건 : 형상, 크기, 경도, 정밀도, 표면 거칠기 등

     ⑥ 기타 : 안전성 및 경제성, 칩 처리 방법 등을 고려해야 한다.

 

 

  4) 고속가공의 절삭 특성

 

     절삭은 절삭공구 또는 절삭재료가 이송되며, 절삭 재료에 탄성변형, 소성변형을 거쳐 침의 형태로 제거된다.

     고속가공에 서는 가공속도의 증가에 따라 절삭온도가 높아지며, 높은 전단변형으로 인하여 단열전단현상으로

     절삭재료가 부분적으로 연화되어 상온보다 작은 전단강도가 된다.

 

 

  5) 고속 가공의 요소 기술

 

     ① 주축의 고속화 : 일반적ㅇㄴ 주축 회전수가 10000rpm 이상인 경우를 고속 주축이라고 한다.

     ② 고속 이송 시스템 : 고속가공을 하기 위한 절삭속도의 증가는 주축 회전수의 증가를 의미하며,

         한 날 당 이송을 유지하기 위해서는 이송속도의 증가가 필수적이다.

     ③ 고속가공기용 제어부 : 수치제어 장치는 폐쇄형으로 발전하였다가. 제품의 다양화에 따른

         소비자의 다양한 용구를 충족시키기 위하여 개방형구조로 발전하고 있다.

 

 

  6) 고속가공의 S/W의 고려사항

 

     ① 대 용량의 데이터이므로 NC 데이터를 생성할 때 신속하게 처리해야 한다.

     ② 형상에 따라 가공방법을 다양하게 선택할 수 있어야 한다.

     ③ 급격하게 방향을 변경할 때, 관성에 영향을 받지 않도록 라운드 접근 및 자동적인 이송의 가속,

         감속(AFC : Auto feed control)되어야 한다.

     ④ 곡면에서의 경로는 점에서 점으로 이송이 되면, 데이터의 용량도 많고, 슬립현상이 일어나므로

          NURBS 보간이 되어야 한다.

     ⑤ 일정한 칩의 배출이 가능하도록 NC 데이터가 생성되어야 한다.

     ⑥ 절삭 이송을 할 때, 트로코이달(Trocoidal : 일정한 경계 안을 절삭할 때, 원의 형태로 절삭하는 방법)이

         되어야 한다.

     ⑦ 헬리컬 절삭이 가능하여야 한다.

 

 

  7) 고속가공의 장점

 

     ① 가공시간을 단축시켜 가공능률을 향상 시킨다.

     ② 절삭저항이감소하고 공구수명이 길어진다.

     ③ 특히 엔드밀의 경우, 절삭력이 감소되어 박판의 가공물도 변형없이 정밀도를 유지하면서 가공할 수 있다.

     ④ 표면 거칠기 및 표면 품질을 향상 시킨다.

     ⑤ 칩에 열이 집중되어 가공물은 절삭열 영향이 적다.

     ⑥ 버 생성이 감소한다.

     ⑦ 칩 처리가 용이하다.

     ⑧ 난삭재를 가공할 수 있다.

     ⑨ 경면 가공을 할 때는 연삭가공을 최소화 할 수 있다.

     ⑩ 열처리된 가공물이 경도 HRC 60 정도는 가공 할 수 있다.

     ⑪ 황삭부터 정삭까지 한 번의 셋업으로 가공이 가능하다.

 

 

 

 

 

 

8. 복합가공

 

  1) 가공방법을 변화시켜 다양한 가공을 할 수 있도록 하는 것을 의미하며,

      가공원리가 다른 절삭가공과 연삭가공 열처리 등을 복수로 조합하여 한 대의기계에서 가공하는 거

 

 

  2) 복합가공에서 공정을 줄인 효과

 

     ① 준비시간, 공정 간 대기시간을 줄일 수 있다.

     ② 공장의 설비 비 및 바닥면적을 줄일 수 있다.

     ③ 지그 제작 시간 및 제작비용을 줄일 수 있다.

     ④ 가공물 가공을 위한 탈착 부착으로 인한 오차의 발생이 적고, 가공정밀도가 향상된다.