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[ MFG | 뉴스소식 ]

내 거친 가공과 불안한 눈빛과 이를 해결하는 솔루션

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황삭과 중삭, 정삭 중 완성된 워크의 정밀도를 결정하는 것이 정삭이라면, 가공의 생산성에 큰 영향을 미치는 것은 바로 황삭이다. 황삭 가공 시 공구에 무리를 주지 않으면서 얼마나 짧은 시간 내에 워크를 깎아내느냐에 따라 전체 가공 시간과 비용이 좌우되는 것이다. 그렇다면 황삭 가공의 생산성을 높일 수 있는 솔루션에는 어떤 것들이 있을까.

 

 

에디터·사진 | 송해영

 

 

공물을 거칠게 절삭하는 것을 가리키는 황삭(rough machining). 완성된 제품의 정밀도를 결정하는 것이 정삭이라면, 황삭은 가공생산성에 많은 영향을 미친다. 그렇다고 해서 무작정 절입량과 이송 속도를 높이는 것이 능사는 아니다. 가공 시간은 줄일 수 있을지 몰라도 공구와 장비에 부담을 줘 가공 비용 면에서 손해가 될 수 있기 때문이다. 그렇다면 가공 시간과 비용, 두 마리 토끼를 모두 잡기 위해 필요한 것은 무엇일까. 이에 대한 답을 제시하기 위해 지난 12월 15일, 하이덴하인코리아와 게링코리아, 솔리드캠 3개사가 모였다. 황삭 가공의 생산성을 높이기 위한 이번 워크샵에서는 각사 솔루션 소개와 함께 실제 가공 시연이 이뤄져 참가자들의 손쉬운 이해를 도왔다.

 

 

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적절한 피드 제어를 통한 생산성 향상

 

 

하이덴하인의 컨트롤러는 키네마틱 옵트, ADP(Advanced Dynamic Prediction) 등 다양한 기능을 제공하는데, 그 중에서도 황삭 가공을 앞두고 있다면 다이나믹 이피션시(Dynamic Efficiency)에 주목할 필요가 있다. 다이나믹 이피션시는 트로코이달 밀링, AFC(이송 속도 적응 제어), ACC(능동적 채터 감쇠 제어) 기능으로 구성된 패키지다. 초경 엔드밀로 티타늄(TiAl4V6)을 가공한다고 가정해보자. 공구 축방향의 절입량을 3.5mm로 놓고 작업했을 때에는 안정적이었는데, 절입량을 7mm로 늘리자 가공 측면에 채터가 발생했다. 이는 주로 풀컷 가공에서 발생한다.

 

풀 컷 가공에서는 공구의 밑날로만 가공하기 때문에 공구는 20~30mm의 공구 날장 가운데 하단 3~5mm만 닳은 채 수명을 마감하게 된다. 이를 해결하기 위한 것이 트로코이달 (trochoidal) 밀링이다. 트로코이달 밀링에서는 공구가 원을 그리며 가공물을 깎아나간다. 공구 밑날뿐만 아니라 전체 날장을 활용 하므로 가공 속도가 향상되고 공구 수명이 늘어난다. 풀컷 가공에 비해 채터가 적게 발생한다는 장점도 있다. AFC는 주축에 걸리는 부하를 감지해 자동으로 이송 속도를 제어하는 기능이다. 에어 컷에서는 피드를 높였다가 소재에 진입하는 순간 피드를 낮춰 공구와 장비에 가해지는 충격을 줄이는 식이다.

 

에어 컷에 소모되는 시간을 절약할 수 있으며, 시간 당 제거 가능한 소재량이 늘어난다. 특히 AFC는 트로코이달 밀링과 병행했을 때 더 큰 시너지 효과를 낸다. 기존 밀링 가공으로 17분 21초만에 완성하던 워크를 트로코이달 밀링으로는 16분 46초만에 가공할 수 있었으며, 트로코이달 밀링에 AFC 기능까지 추가했을 때는 13분 43초만에 완성할 수 있었다. 기존 가공에 비하면 가공 시간이 21%나 단축된 셈이다.

 

 

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가공 조건 지정, 쉽게 더 쉽게

 

 

솔리드캠의 아이머시닝(iMachining)은 손쉽고 빠른 중·황삭 가공을 위한 솔리드캠의 가공 모듈이다. 노하우, 중요하다. 하지만 모든
가공 조건 지정을 노하우로만 해결하려고 한다면 ‘최적화’가 멀어지고 만다. 특히 황삭과 중삭에서는 생산성이 중시되는 만큼 보다 적극적으로 소프트웨어의 힘을 빌려야 한다. 솔리드캠의 아이머시닝은 가공 장비와 소재에 대한 조건을 입력하면 가공 조건을 자동으로 산출해준다.

 

가공 장비의 조건에는 최대 회전 수, 최대 가공속도, 최대 스피드 3가지가 있다. 이들 정보는 장비 카탈로그 등을 통해 손쉽게 확인할 수 있다. 소재 조건의 경우 소재의 물성치를 검색할 수 있는 사이트(www.matweb.com)에서 가공 소재의 인장강도를 찾아 입력해주면 된다. 아이머시닝은 이처럼 간단한 데이터베이스 등록만으로 장비가 갖고 있는 능력을 최대한으로 끌어올려 가공 시간을 70%까지 줄일 수 있다.

 

 

공구에서부터 시작되는 변화  

 

 

이번 워크샵에서는 솔루션 소개와 함께 황삭 가공 시연이 이뤄졌는데, 시연에 활용된 공구는 게링의 다이버 엔드밀이었다. 게링의 RF100 스피드 엔드밀이 뛰어난 성능의 스포츠카와 같다면, 다이버 엔드밀은 SUV에 비유할 수 있다. 하나의 엔드밀로 황삭, 정삭, 드릴링, 슬로팅, 플런징, 라핑 등 다양한 가공이 가능하기 때문이다. 라핑의 경우 15°, 30°는 물론 45°까지 기울여 가공하더라도 부러지지 않았다.

 

이에 현장에서는 많은 물량을 짧은 시간 내에 납품해야 할 때 다이버 엔드밀이 특히 효과적이라는 평가다. 하나의 엔드밀로 다양한 가공이 가능해 공구 교체 시간이 절약되기 때문이다. 게링코리아 양창호 차장은 “많은 작업자들이 가공 장비와 소프트웨어에 투자를 아끼지 않고 있는데, 이 중 가장 저렴한 공구에 조금만 더 관심을 기울여도 가공 능률을 크게 향상시킬 수 있을 것”이라고 강조했다.

 

 

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