더 나은 가공을 위한 채터링 감소
기계 엔지니어들은 한 세기가 넘도록 가공시 발생하는 진동 소음의 원인을 추적하고 진동 소음을 방지하는 방법을 연구해 왔습니다. CNC 채터링은 절삭 공구 또는 공작물을 추적할 수 있는 자체 진동입니다. 진동 소음으로 인해 표면 조도가 불량하거나 공구 수명이 손상될 정도로 공구가 과도하게 마모되면 공구 진동 소음 문제를 해결해야 합니다.원치 않는 진동의 한 형태인 채터링은 거의 모든 형태의 가공에 존재하며 코너를 밀링할 때 흔히 발생합니다. 프레드릭 테일러는 1906년 미국 기계학회에 기고한 글에서 ‘채터링’에 대해 "기계공이 직면한 모든 문제 중에서 가장 모호하고 미묘한 문제"라고 말했습니다. 기술의 비약적인 발전에도 불구하고 제조 업계는 이 모호하고 섬세한 문제를 계속 쫓고 있습니다.
가공 시 진동은 다양한 형태로 발생하는데, 이것은 한 부품이 다른 부품의 고유 진동 주파수 또는 그 부근에서 진동하여 이를 증폭시킬 때 발생하는 공명 진동입니다. 많은 경우 절삭 부하는 절삭날에 절삭 공구의 공진 주파수 또는 그 주위에서 진동을 일으킵니다. 그 결과 발생하는 ‘자려진동’은 절삭 공구 또는 공작물에서 추적되는 채터링으로 알려져 있습니다.
채터링의 원인은 몇 가지가 있습니다. 가느다란 절삭 공구, 벽이 얇은 공작물, 너무 높은 절삭부하, 잘못된 공구 형상, 잘못된 절삭 조건 또는 잘못된 가공 전략 등이 모두 진동 소음을 유발하는 원인이 될 수 있습니다. 채터링의 초기 징후는 기계에서 고음의 소음이 발생하고 표면 마감이 물결 모양이거나 거칠어지는 것입니다.
채터링은 상당한 비경제적 효과를 가져옵니다. 허용되지 않는 표면 조도(앞서 채터링의 흔적으로 언급된)는 사양을 충족하기 위해 2차 공정을 거쳐야 합니다. 또한, 채터링은 과도한 공구 마모로 이어져 공구 재고 비용이 증가하고 잦은 교체로 인해 장비 유휴 시간(다운타임)이 발생할 수 있습니다. 또한 진동으로 인해 주축 및 공작 기계가 손상될 수 있습니다.
채터링 자체가 가공 공정에서 항상 문제가 되는 것은 아닙니다. 그러나 표면 조도가 불량하거나 공구 수명이 악화될 정도로 공구가 과도하게 마모되면 공구 채터링 문제를 해결해야 합니다.
채터링을 최소화하려면, 항상 가장 단단한 공구와 툴홀더를 사용하세요. 작업물 고정 및 치구에도 동일한 원칙이 적용됩니다. 공구 돌출부를 최대한 줄이고 방진바(댐핑바)를 사용하여 진동을 줄이세요. 공구가 날카로운지, 적절한 절삭 조건이 사용되고 있는지 확인하세요. 조정이 필요한 경우 절삭 깊이와 절삭 부하를 줄이는 것을 고려하세요. 전체 공작 기계 측면에서 시스템의 전체 고조파를 줄일 수 있는 대체 주축 회전수(RPM)를 살펴보세요.
세코 제품 관리자인 Jay Ball이 #SecoTechTalk 의 최신 편에서 솔리드 엔드밀 제품의 최소 코너R (반경)을 계산하여 공구가 가공물 모서리에 끼이는 것을 방지하는 방법을 알려드립니다. 공작 기계가 호(arc)를 치는 시간을 허용하면 진동 소음이 제거되고 공구 수명과 표면 조도가 향상됩니다.
가공 작업을 최대한 활용하기 위한 팁이 필요하다면 세코의 인스타그램 채널에서 Jay의 #SecoTechTalk 에피소드를 더 많이 확인해 보세요. 가공의 효율성과 지속 가능성을 높일 수 있는 실용적인 조언을 확인할 수 있습니다. 다음에 듣고 싶은 내용이 있다면 알려주세요.
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