주요 절삭가공의 종류와 특징

주요 절삭가공의 종류와 특징

절삭가공의 대표적인 가공 종류를 크게 구분하면 선삭가공(터닝가공), 밀링가공(밀링가공), 드릴링가공(드릴링가공)의 3종류로 분류할 수 있다.

절삭가공

선삭가공은 회전하는 공작물(Work piece)에 팁(tip)이 달린 공구(Toolling)를 갖다대고 이송시켜 원하는 형상이나 치수로 가공하는 방법이다. 기본적으로 원형봉의 재료를 가지고 볼트(bolt)나 축(샤프트, shaft) 등의 원형 부품을 제작할 목적으로 사용한다.

밀링 가공은 선삭 가공과는 반대로 가공물을 고정(클램핑, clamping)하여 공구를 회전시켜 가공하는 방법입니다. 선삭 가공이 환봉과 같은 둥근 소재를 가공하는 반면, 밀링 가공은 사각형 소재의 절삭가공을 주로 한다. 소재(재료)가 견고하게 고정된 테이블에 공구커터를 이송시켜 절삭한다. 또한 표면을 평면 또는 곡면으로 가공할 수 있습다.

구멍뚫기 가공은 드릴(drill)이나 리머(reamer), 탭(tap)과 같은 공구를 회전시켜 소재에 구멍을 뚫거나 나사를 내는 가공이다. 테이블의 역할을 하는 드리링 머신, 구멍을 뚫기 위한 드릴, 구멍을 뚫은 후에 구멍의 정밀도를 높이거나 표면을 깨끗하게 해주는 리머(Reamer)라고 하는 공구가 사용됩니다.

절삭가공기계

절삭가공은 주로 아래와 같은 공작기계를 이용하여 실시한다. 

머시닝 센터는 다양한 툴이 장착된 공구 매거진에 여러가지 절삭 공구를 구비하고 있어 공정 순으로 자동으로 교체하면서 공작물의 데이터대로 가공할 수 있다. 밀링, 드릴링, 탭 등의 고정밀 금속 가공을 머시닝센터 1대로 실시할 수 있어 다품종, 소량의 로트 생산에 적합한 공작기계이다. 자동 공구 교환 기능을 갖춘 모든 행정이 자동화된 공작 기계에 의해 보다 정확한 절삭 가공이 가능하다.

 

NC선반은 주로 원형축과 같은 재료에 대한 가공 방법이다. 재료를 기계에 클램핑하고 회전시켜 공구로 절삭가공하는 금속 가공을 실시한다. NC 선반은 무단 변속이 적용되어 있어 수치제어(NC) 프로그램에 의해 주축(Spindle)의 회전 속도를 지정할 수 있게 되어 있다. 바이트의 맞는 상태나 이송 운동 가감의 조절로, 드릴링이나 홈 가공, 나사 절삭 등의 다양한 가공을 실시한다.
외경 깎기, 내경 깎기, 홈 가공, 드릴링, 널링 가공, 심 밀링 가공 등을 할 수 있다.

cnc lathe

5축 가공기로 X축·Y축·Z축과 회전축·경사축을 동시에 동작시켜 자유 곡면 형상 가공이나 언더컷이 필요한 복잡한 형상의 절삭 가공에 대응할 수 있다. 고정밀 가공이 가능할 뿐만 아니라, 한번의 척킹(chucking)으로 워크 셋업(work setup)의 전체 공정이 완료되기 때문에 시간 단축이 가능하며 가공 지그(jig)의 생략에 의해 비용 절감을 할 수 있다.

5축가공기

5축가공기

절삭가공시 주의점

절삭가공과 저항

가공을 실시할 때는 공구와 가공물이 접촉하면서 마찰이 발생하고 저항이 생긴다. 저항력의 크기는 가공물의 재질이나 공구와의 접지 면적, 절삭 회전속도나 공구의 종류 등에 따라 달라진다. 특히 절삭면적은 저항력에 크게 관련되므로 세심한 주의가 필요하다. SUS(STS, 스테인리스강) 등의 난삭재(가공이 어려운 재질)라고 불리는 것은 이 저항력이 너무 강하고, 절삭하기도 어려울 뿐만 아니라 공구의 마모도 심한 금속이다. 공구에도 가격이 비싼 것이 많기 때문에 가공 시에는 적절한 조건이 되도록 조정할 필요가 있다.

절삭가공과 속도

가공 현장에서는 모든 제품에 대해 고객이 요구하는 납기를 지키기 위해서라도 작업 효율이 매우 중요한 과제이다. 기계 가공에서는 공구의 속도를 올리는 것으로 작업 속도가 올라가고 효율이 향상된다. 그러나 속도가 증가하면 공작물과 공구 사이의 저항이 더욱 강해지고 열 변형이 발생할 가능성도 있다. 재질이나 공구, 가공 내용에 따라 적절한 권장 속도가 있기 때문에 그것을 고려하면서 절삭속도를 올릴 필요가 있다.

절삭가공과 온도

절삭가공에서는 가공시에 가공물과 공구와의 마찰로 인해 고온의 열이 발생한다. 이 열에 의해 가공물이 변형하는 등 가공 정밀도에 영향을 줄 수도 있다.
가공 속도가 빠를수록 열이 많이 발생하고, 가공 면적이 클수록 마찰이 더욱 커지기 쉽기 때문에, 이런 절삭 조건에 적용될 때에는 온도가 너무 높아지지 않도록 주의할 필요가 있다. 그렇기 때문에 절삭가공을 할 때 절삭유를 사용하게 되는 것이. 절삭유는 공작물과 공구 사이의 마찰을 줄이고 열, 절삭시 발생하는 칩(chip) 제거 역할도 한다.

절삭 가공은 간단히 정의하면 금속이나 플라스틱 등의 재료를 주로 공작 기계를 이용하여 깎거나 구멍을 뚫어 가공하는 가공 기술을 말한다. 머시닝 센터나 NC 선반, 5축 가공기 등을 이용하여 가공물을 절삭하여, 도면과 같은 형상으로 가공한다. 절삭 가공은 기계로 고속 회전하는 공구나 공작물을 접촉시켜 실시하는 것이므로, 마찰에 의한 저항이나 회전의 속도, 온도의 관리에 주의할 필요가 있다.