다이나믹 가공(트로코이달 가공)

※ 참고 내용 출처 : 한국발터(Walter Korea) 블로그

 

1. 가공 시간 단축은 필수!

 

 하이스 엔드밀을 주로 적용했던 시절에는 고 절입에 저 이송가공이 진행되었다. 많은 양을 한 번에 전입하여 가공하는 대신 천천히 가공을 진행하여 가공 시간 등 효율이 낮았다. 가공 장비가 업그레이드가 되고, CAM이 발달이 되고, 다양한 가공에 활용될 수 있는 초경 엔드밀이 시장에 공급이 진행되면서 가공 방식에 대한 변화도 생기기 시작했다. 저 절입에 고 이송 가공이 가능한 초경 엔드밀의 출현으로 인해 대부분의 가공 업체들은 가공 비용을 최소화하기 위해 노력을 한다. 가공 비용을 줄이기 위해 여러 가지 방법이 있겠지만, 요즘과 같이 원자재, 인건비, 전기 사용료 등 다 오르는 상황에서 가공 시간 단축을 가장 중요하게 생각하고 있다. 가공 시간 단축은 주어진 시간 안에 최대한 많이 생산할 수 있어 가공 효율이 올라가고, 이로 인해 다른 업체와 경쟁에서 우위를 잡을 수 있다.

 

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2. 다이나믹 가공(다이나믹 밀링).

 

 황삭 가공에 추천되는 다이나믹 가공은 기존 가공 방식과 비교해 가공부하가 적고 절삭날과 소재 간의 접촉시간을 줄여 결과적으로 공구 마모는 감소하고 공정 안정성은 증대된다는 결과를 가져온다. 특히, 이 방식은 가공 중 부하가 심하고 공구 파손이 빈번한 난삭재 가공이 확대되면서 최근 관심이 더욱 증대되고 있다.

 

 다이나믹 가공(High Dynamic Cutting : HDC)은 고성능 가공(High Performance Cutting : HPC)과 같은 기존 공정방식과 비교해 기계부하가 줄어들고 일정하게 유지되면서도 절삭날과 소재 간의 접촉시간을 크게 줄일 수 있는 특징이 있다. 그 결과 공구 마모는 감소하고 공정 안전성은 증대되며, 이와 함께 절삭 변수 개선과 가공 효율 극대화의 이점을 얻을 수 있다. 다이나믹 가공은 최근 다양한 합금의 개발과 활용이 이뤄지면서 가공 중 절삭 부하가 많이 발생해 가고이 점점 어려워짐에 따라 보다 지능화된 가공의 필요성이 대두됨에 따라 등장하였으며, 황삭시 장비나 공구의 돌발적인 파손이나 손상을 최소화하면서 안정적인 가공을 할 수 있다는 점에서 매우 유용하다.  

 

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3. 트로코이달 가공(트로코이드 밀링).

 

 다이나믹 가공은 기본적으로 트로코이드 밀링을 기반으로 한다. 트로코이드라는 말은 'trochos', 즉 바퀴, 회전이라는 말에서 유래됐다. 정적인 트로코이드 밀링작업 시 밀링공구는 원형(바퀴형) 코스로 이동하나, 역동적인 밀링 기법은 공구 이동경로가 가공물에 맞춰 최적으로 조정되고 유격을 방지해 가공 효율이 증대된다. 

트로코이달 가공(트로코이드 밀링) 원리

 

4. 다이나믹 가공(다이나믹 밀링) VS 고성능 밀링.

 

 High Performance Cutting(HPC)과 High Dynamic Cutting(HDC)은 모두 황삭 가공을 위한 밀링 기법이다. 어떤 가공 전략을 적용할 것인가 여부는 가공물 형상 및 작업 유형에 달려 있다. 다이나믹 방식의 밀링은 가공 시간을 최대 70%까지 줄일 수 있으며, 공구 안정성과 공구 수명은 더욱 높아진다.

다이나믹 가공(다이나믹 밀링)과 고성능 밀링 비교.

 

5. 다이나믹 가공(다이나믹 밀링)을 위한 전제 조건들.

 

 다이나믹 가공을 위한 전제 조건으로는 소재/가공물, CAD/CAM 시스템, 공구/절삭조건, 역동적 방식의 밀링 장비로 나눠 생각해 볼 수 있다.

 

1) 소재 / 가공물.

 

 소재 유형이 밀링 공구에 필요한 절단값을 규정한다. (예 : 반경 방향 단면 폭(Ae) 및 절삭 접촉각도) 가공해야 할 포켓 및 홈 치수에 따라 적용해야 할 기법과 사용할 공구의 직경이 결정된다.

 

2) CAD / CAM 시스템.

 

 대부분의 CAD / CAM 시스템은 다이나믹 방식의 밀링 작업에 필요한 모듈을 갖추고 있다. 이 소프트웨어는 전체 절단 및 충돌을 피하고 밀링 방향, 이상적인 밀링경로, 회전속도(n), 이송속도(vf), 절삭 접촉각도 유지 및 평균 칩 칩 두께(hm) 등 중요한 모든 변수를 계산한다. 

 

3) 공구 / 절삭조건.

 

 대부분의 척을 다이나믹 방식의 밀링에 사용할 수 있다. 엔드밀의 절삭 가능 길이(Lc) 및 직경(Dc)은 가공물의 형상에 의해 결정된다. 

 

4) 역동적 방식의 밀링 장비.

 

 다이나믹 방식이라는 의미는 밀링 작업의 가속도와 관련이 있는 것으로. 장지는 충분히 높은 가속특성 및 높은 수준의 급속 이송과 이송속도를 보이고, 회전 속도 범위가 광범위하며 계산 및 전환 시간이 짧아야 한다.

 

6. 다이나믹 가공(트로코이달 가공)에 활용될 수 있는 엔드밀.

 

 다이나믹 가공에 어울리는 와이지원 제품 중에는 V7 PLUS 4 날 스퀘어, 4 날 칩브레이커, 6 날 스퀘어, 6 날 롱 스퀘어, 6 날 롱 칩스플리터 타입 등이 구성되어 있다. 각각의 해당 내용들은 아래와 같이 링크를 남겨 줄 수 있도록 하겠다. 해당 내용들은 아래 링크를 통해 확인하면 좋을 것 같다.

고속 가공용 초경 엔드밀 V7 PLUS '첫 번째' ( 와이지원, YG-1) :: Cutting Tool (tistory.com)

고속 가공용 초경 엔드밀 V7 PLUS '첫 번째' ( 와이지원, YG-1)

 

고속 가공용 초경 엔드밀 V7 PLUS '두 번째' ( 와이지원, YG-1) :: Cutting Tool (tistory.com)

고속 가공용 초경 엔드밀 V7 PLUS '두 번째' ( 와이지원, YG-1)

 

고속 가공용 초경 엔드밀 V7 PLUS '세 번째' ( 와이지원, YG-1) :: Cutting Tool (tistory.com)

고속 가공용 초경 엔드밀 V7 PLUS '세 번째' ( 와이지원, YG-1)