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고속가공기계의 고속가공의 목적
QAS 중고기계 한공산업기계 -
2008-03-18 오후 8:41:40 3923
고속가공기계의 고속가공의 목적



국내에서는 고속가공이라고 표현을 하고 있고 가까운 일본에서는 몇 년 전부터 직가공(직접가공) 이라고 하고 있습니다만 용어만 틀릴 뿐 궁금적인 목적은 되도록 기계에서 끝낼 수 있는 부분을 기계에서 끝냄으로써 공정을 단축시키고 금형을 품질을 높이고자 함입니다.


>>효과 :

공정단축 : 사상 및 방전시간 단축
금형 품질 향상 : 무사상에 가까운 면조도
납기 단축 : 공정단축 등으로 인한 납기 단축
정확한 디자인: 가능한 모든 부위를 CAM에서 처리.
- Edge 부분은 예리하게 날이 살아야 한다.
- 기계에서 처리할 수 있는 1파이 이하 공구에서 안정적 가공
공장자동화 : CAM시스템의 안정된 NC 데이터 산출여부



주의 : 고속가공은 당연히 일반 공작기계 보다 빨리 가공을 한다. 하지만 가공속도 (Feedrate) 만 빨리 하여 고속가공기에서 나온 금형이 예전과 동일한 면조도를 나타낸다면 고속가공을 잘못 이해한 것입니다.

버티컬 황삭가공

1-1. 버티컬 황삭 가공 소개

■ VERTICAL가공이란, 일반 공구측면에 있는 날을 이용한 수평방향으로의 절삭과는 달리, 공구 밑면에 장착된 날을 이용하여 수직(Z)방향으로 절삭을 하기 때문에, 가공시 굽힘하중발생이 적고 중절삭을 하기 쉬워서 소위「깊은 형상」의 절삭에 Merit가 있습니다. 절삭 깊이가 200mm를 넘는 Work의 황삭 등에도 효율적인 절삭이 가능, 가공 시간을 단축할 수 있습니다


1-2. CAM-TOOL의 Vertical 황삭의 특징

■ Work형상과 완성된 Model의 Solid파일을 참조하여 지시한 장소에 순서대로 수직가공을 합니다. 결과로는 Vertical 절삭의 Tool path와 그에 따라 절삭한 후의 Work형상의 Solid 파일을 작성합니다. 절삭 후의 Work형상을 다음의 Vertical 절삭의 Work형상으로 사용할 수 있습니다. 따라서 부분적인 절삭(영역별, Z값별)을 반복하여도 최적의 Tool path를 작성할 수 있습니다. 또한 부분적으로 공구를 교환할 수도 있습니다.

■ Vertical 공구의 절삭 가능한 부분으로만 절삭하도록 Check가 걸려 있습니다. 따라서 공구중심 등 날이 없는 부분에서의 절삭은 하지 않습니다

■ 홈 절삭부분은 공구원주의 50%(180도)이상이 Work에 닿아 절삭부하가 높을 뿐 아니라, 절삭 chip의 배출이 곤란하게 됩니다. 홈 절삭 금지를 지정하면, 홈 부분을 검출하여 홈 형상이 되지 않도록 절삭할 Z값을 조정합니다.

■ 공구의 절삭부분 전체가 순간적이라도 Work에 닿는 것을 피하지 않으면 안됩니다. Model의 밑면이 평면으로 되어 있는 경우에 이러한 경우가 발생합니다. 밑면 증분에 의해 종 방향에서는 직전에 절삭한 위치보다 Z값을 위로 조정합니다

■ 1회 절삭이 종료하고 Clearance 높이까지 되돌아 올 때에 절삭을 수행한 path를 역으로 되돌리면 공구가 Work를 간섭할 가능성이 있습니다. 그렇기 때문에 Clearance 높이로 되돌아 올 경우 공구의 이탈방향을 인식, 경사지게 이탈한 후에 급속이송으로 Clearance 높이까지 되돌아오게 하는 것이 가능합니다 .

■ 공구가 Work에 닿아 절삭을 시작하는 순간은 공작기계에 높은 부하가 걸립니다. 또한 1회 절삭이 종료할 때에 지정되어 있던 Z값보다 Overshoot하기도 하고 이탈해 있던 공구가 되돌아 오는 등의 이유로 인해 고부하가 걸리는 경우가 많이 있습니다. 절삭 이송속도의 개시감속, 종료감속으로 인해 1회의 절삭 이송속도를 변경할 수 있습니다

■ 횡 방향의 절삭시에 직전의 Z값 보다도 깊은 위치까지 절삭할 때, 직전의 Z값을 넘는 장소부터 급격히 절삭부하가 높아집니다. Speed조절에 의해 공구가 Work에 닿는 면적에 비례하여 이송속도를 변경할 수 있습니다

■Tooling의 간섭을 Check하여 간섭하는 Z값 보다도 아래는 절삭하지 않습니다. 따라서 공구의 Shank 길이보다도 깊은 부분의 절삭도 가능하게 됩니다.

2-1 : VERTICAL절삭에 유효한 NC 공작기계의 특징

A: 주축모터의 출력이 클 것

B: 주축의 강성이 높을 것

C: 급송이송이 빠를 것 등.




2-2 : 절삭 피치

공작기계, 공구가 견딜 수 있는 범위 내에서 Tip이 Work에 닿아 있는 면적을 크게 한 편이 기계의 진동이 적고 효율 높은 절삭이 가능합니다. 다만 공구원주의 33%(120도)이상이 Work에 닿으면 부하가 급격히 높아지며 50%(180도)이상이 되면 절삭 Chip의 배출도 곤란하게 되어 chipping의 발생할 가능성이 더욱 높아집니다. 횡 방향의 Pitch는 공구의 반경정도가 기계의 진동이 적어지며 최대이라도 1.5배입니다. 공구반경의 75%이하라면 기계진동이 발생할 경우가 있습니다. 종방향의 Pitch는 Tip폭의 75%정도까지가 유효합니다. 피절삭재의 절삭성에 의해 Tip이 Work에 닿아 있는 면적을 증감할 필요가 있고, 면적의 조정은 종 방향의 Pitch에 의해 처리됩니다.


버티컬 황삭가공의 장점

① 측면 방향의 절삭하중이 적다

② 공구와 기계부하가 적다

③ 중절삭을 하기 좋다

④ 특히 깊은 형상의 절삭에 공구의 떨림이 적다


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