CAM 시스템을 활용한 고효율가공에 관한 연구

Abstract

제조 산업 분야에서 고속가공에 대한 요구는 이제 트렌트를 넘어 가공시간 단축을 위해 당연히 갖추어야하는 경쟁력으로 인식되고 있다. 이에 따라 높은 스핀들 회전수와 빠른 피드(Feed)로 가공할 수 있는 범용MCT 장비나 고속가공기의 수요가 증대 되었고 열처리 또는 코팅 처리된 내마모성 및 강성이 높은 공구의 사용 또는 확산되고 있는 추세이다. 최근 연구 동향에 따르면 피삭재의 절삭동력의 성분 및 가공재료의 물리적인 성질을 이용하여 간접적인 방법을 통해 절삭동력 측면에서의 절삭성을 평가하며, 가공 시 발생되는 chip의 형태를 통하여 절삭성을 평가하기도 한다.1,3,4⁾ 특히 기계가공에 동반되는 공구의 마모량을 측정하여 공구수명 측면에서 절삭성을 판정2,5,6⁾하거나 다량의 실험적인 자료를 이용하여 통계적인 기법으로 절삭성을 예측하는 등의 방법을 이용하고 있으며 또한 CAD,CAM시스템을 활용한 고속가공시 피삭성⁷⁾코너부의 공구변형 및 절삭에 관한8~22⁾ 연구논문들은 다수 발표 되어있다. 하지만 아무리 높은 스핀들과 피드를 갖는 기계와 내마모성이 높은 공구를 사용하여 가공한다고 하더라도 구석부분에서 떨어지는 피드 감속현상은 완벽하게 컨트롤 할 수 없다는 한계를 여전히 가지고 있다. 이에 고속가공 기술을 앞 다투어 적용하고 있다는 점을 보더라도 고속가공 및 고효율 가공이 절실히 필요한 시점이라는 것을 쉽게 알 수 있다. 하지만 이러한 연구는 현재 미진하다. 그리하여 기존 Photo 1(일반 황삭TOP Down)과 같은 가공방식을 고속황삭 기술을 통해(트로코이달) 공구가 견딜 정도 까지 한 번에 절삭 깊이를 깊게 주고 이송속도를 느리게 하거나 절삭 깊이를 적게 주고 이송속도를 빠르게 하여 가공하였다. 하지만 절삭 깊이가 깊을 경우공구의 떨림 현상이나 칩핑부하 등 계단모양의 미절삭 영역이 많아지는 문제가 있었고 반대로 이를 적게 하여 가공하면 소재 절삭량이 떨어져 상대적으로 가공시간이 많이 소요된다. 이러한 단점을 보완하고 또한 공구의 수명연장을 함으로써 경제성을 확보하고 CAM시스템을 통하여 기존 황삭 가공시 공구의 부하에 미치는 영향을 실 가공을 통해 알아보고자 하였다

High-efficiency machining using CAM system has a problem of increasing the number of step-like cut areas such as tool shaking and chipping load, which occurs in conventional roughing machining. On the other hand, The load of the tool caused by the sharp increase of the contact angle of the tool also increases. These characteristics are utilized in high speed processing through the trocodal processing method. However, this machining method can be used only for slot machining, and it is difficult to apply uniform machining to the whole shape machining and is not suitable for efficient machining to be applied to a large amount of rough machining. Therefore, in this study, Efficient data is generated and two test cuttings are used to measure the machining time and the two specimens for each machining data (Conventional roughing, high-efficiency roughing) and cutting force test through the tool dynamometer, the tool load, machining efficiency, and machining time shortening that occurred during corner machining were evaluated