CNC 공작기계 분류, 절삭가공 종류

CNC 공작기계 분류, 절삭가공 종류

CNC 공작기계 분류, 절삭가공 종류

CNC 공자기계는 크게 절삭가공용, 연삭 가공용, 방전 가공용, 기타 가공용으로 나눌 수 있습니다. 이번 공작기계 분류 글에서는 그중 절삭가공에 대해서 알아보겠습니다. 절삭가공에는 CNC 선반, CNC 밀링, CNC 보링머신, CNC 호빙머신, 머시닝 센터가 있습니다. 각각의 종류에 따라 구성과 특징에 대해 알아보도록 하겠습니다.

CNC 선반과 밀링

CNC 선반은 척과 공구대로 구성되어 있습니다. 공구대는 형상에 따라 드럼형 터릿 공구대, 데스크형 공구대, 수평형 공구대, 빗형 공구대 등으로 구분할 수 있으며, 공구대의 분할은 정밀도가 높고, 강성이 큰 커플링에 의해 행해집니다. CNC 선반은 좌표를 이용해 가공을 합니다. X축은 공구대의 진행이 공작물 지름방향을 말합니다. Z 축은 공작물 길이방향을 나타냅니다. 일감의 단면이 일반적으로 원이므로 X축 방향의 좌표값 설정은 보통 지름 방식을 사용합니다. 하지만 원호의 중심 위치를 명령할 때에는 반지름 값을 사용합니다.

CNC 머신과 머시닝센터

머시닝센터 소형 부품은 테이블에 여러 개 고정하여 연속 작업이 가능하다는 특징을 가지고 있습니다. 또한 면가공, 드릴링, 태핑, 보링작업 등을 손으로 공구를 교환하지 않고 자동공구 교환장치를 이용하여 교환 후 연속적으로 가공도 가능합니다. 공구를 자동 교환함으로써 공구교환 시간이 단축되어 가공시간을 단축할 수 있으며, 원호 가공 등의 기능으로 엔드밀을 사용해도 치수별 보링작업을 할 수 있어 특수 치공구의 제작이 불필요합니다. 주축 회전수의 제어범위가 크고 무단변속을 할 수 있어서 요구하는 회전수를 빠른 시간 내에 정확히 얻을 수 있으며, 컴퓨터를 내장한 NC로써 메모리 작업을 할 수 있으므로 한 사람이 여러 대의 기계를 가동할 수 있기 때문에 인건비를 절감할 수 있다는 장점을 가지고 있습니다. 오랜 시간 동안 자동 운전이 가능하며, 복합 공작 기계로서 자동 일감 교환 장치, 로봇 및 자동 창고 등과 함께 공장 전체의 무인화 시스템을 구축가능합니다. 머시닝센터 부속장치로는 자동공구 교환 장치, 자동일감 교환장치, 칩 처리장치가 있습니다. 자동 공구 교환 장치로는 터릿형과 저장형이 있습니다. 터릿형은 여러 개의 공구를 공구대에 직접 설치하고 공구대를 회전시킨 후 공구 교환 암의 회전에 의하여 공구가 교환됨 교환 시간은 짧으나 공구의 저장 개수에 제한이 있다는 특징을 가집니다. 저장형은 주축으로부터 떨어진 위치에 여러 개의 공구를 저장하는 공구 보관 매거진을 두고 이 매거진에 내장되어 있는 공구를 교환 위치까지 이동시켜 교환 암 등을 사용해 주축에 있는 사용하던 공구와 교환가능합니다. 자동일감 교환장치는 APC라 하는데, 표준형 고정 지그를 공작 기계의 테이블에 직접 부착해 사용하거나, 기계 밖에서 공작물을 펠릿에 고정하고 고정 지그 전체를 공작 기계의 테이블에 부착시켜 사용하여 일감을 고정시킨 고정 지그 전체를 운반해 공작 기계에 부착하고 제거하는 일을 하는 장치를 말합니다. 칩 처리장치는 CNC 공작 기계에서는 조작자가 상시 감시를 하거나, 청소를 하지 않은 상태로 공구나 일감을 자동으로 교환하면서 장시간 연속적으로 운전하므로 이러한 진행 과정에서 칩이 공구나 일감을 손상시키거나, 섭동면에 고착되어 고정 지그의 이동 및 설치를 방해하고 가공물의 정도를 떨어뜨리거나, 고온의 칩에 의하여 발생하는 열변형을 방지하기 위해 필요합니다. 따라서 칩이 끊어지지 않고 길어져서 공구에 감기는 경우에는 공구의 형태를 변형하여, 즉 칩 브레이커 등을 사용하여 칩을 짧게 해야 합니다. 또한 연속적으로 나오는 칩을 절단 또는 유도 장치로 도중에 절단시킵니다. 그리고 프로그램을 작성할 때 간헐 이송 방식 등을 이용하여 칩 생성에 변화를 주어 짧게 하면 해결됩니다. 만약 칩이 섭동면에 고착되거나 주위를 더럽게 하는 경우에는 공작 기계의 구조를 변경하여 칩 배출이 용이하게 합니다. 즉 칩이 많이 쌓이는 베드를 경사 또는 수직으로 하고, 칩 커버 등을 설치해서 문제를 해결할 수 있습니다. 칩이 공구나 일감에 부착되는 경우에는 많은 양의 절삭유를 공급하여 칩이 흘러내리게 하거나 고압의 압축 공기를 이용하여 불어냅니다. 그리고 칩이 가루로 배출되는 경우는 집진기로 흡입하여 해결하면 됩니다. CNC 공작기계 중 절삭가공하는 기계의 종류와 특징에 대해 알아보았습니다. 각각 장단점과 특징이 있기 때문에 용도에 따라 맞는 기계를 사용해야 합니다. 그러기 위해서는 각각 기계에 대해 제대로 이해하고 있어야만 하므로 이 글을 통해 필요한 정보를 얻어가시기 바랍니다.