8. 가공방향이 공구에 미치는 영향

 

※ 3축가공기와 5축 가공기의 차이점

3축 가공기는 공구의 축이 고정되어 있어 핸들링 영역이 좁으나

5축 가공기는 공구의 접촉 부위를 원하는 형태로 만들 수 있다.

이 과정에서 접촉 형태와 그에 따른 공구 부하에 따라 품질이 달라질 수 있다.

 

1.  5축 가공기의 특징

 

1) 동시 가공 가능 : 직사각형의 4면에 홀이 있다면 각각의 면을 1차, 2차 세팅이 필요하며 세팅시 오차가 발생할 수 있으나                                 5축에서는 한 번 세팅을 해놓으면 1차,2차를 한 번에 가공할 수 있다.

 

2) 짧은 공구 적용으로 고품질 확보가능 : 공구가 길면 작은 힘에도 떨림이 발생하기에 짧은 공구를 사용하는 것이 좋다.

 

3) 가공시간 단축 : Ball공구를 사용하는 공구보다 면적이 넓은 공구를 사용하여 가공시간을 단축할 수 있다.

 

2.  3축과 5축 가공 비교

1) 3축 가공에서의 공구 접촉 부위

 

가공축 고정으로 공구의 측면 접촉부가 발생하여 열발생 및 칩으로 인한 영향으로 채터링이 발생해 품질이 저하된다.

5축 가공에서는 가공축을 공구 접촉 최소화로 적용하여 공구 부하가 없어 품질을 높일 수 있다.

 

 

 

 

※공구가 피삭재에 어떻게 닿는지에 따라 절삭속도와 표면 형태가 달라진다.

또한 5축 가공시 제품을 기준으로 배열하는지와 경로에 따라서 배열하는지에 따라 다른 결과나 나타난다.

 

 

3.공구 접촉 부위와 절삭속도

 

“공구의 방향은 공구 접촉 부위에 영향을 준다.”

접촉 부위는 공구가 받는 부하와 관련되어 있고 최소한의 공구 부하는 제품의 고품질로 이어진다.

 

1) Ball 공구

Ball 공구는 높이에 따라서 제품면에 닿는 면적이 달라지고 닿는 면적이 달라지면 절삭 속도 또한 달라진다.

 

 

 

 

예) 공구가 10,000rpm으로 회전할 경우, 공구 접촉 부위별 절삭속도는?

 

 

 

4. 공구 접촉 부위와 표면 형상

- 3축 가공시 발생하는 문제점

 

렌즈 금형 가공중 가공 표면을 확대 했을 경우 공구 회전에 의한 표면 형태인 툴이 지나간 자리가 나타난다.

해결방안으로는 5축 가공으로 가공물의 각도를 틀어 공구의 컨택 포인트를 작은 영역으로 세팅해준다.

(3축 가공기에서도 공작물의 각도를 틀어서 가공을 진행 할 수 있다.)

 

 

 

 

5. 공구 접촉 부위와 가공방향

 

1) 공구의 진행방에 따른 접촉점 변화

 

- Forward cut : 공구의 센터 부분이 가공에 속하는데 센터부는 절삭이 이루어지지 않고 끍힘이 발생하기 때문에                                         공구 부하가 비정상적으로 커질 수 있다.

- Drawing cut : 공구의 센터 부분이 회전축을 중심으로 떨어져 있어 효과적인 절삭이 이루어진다.

 

 

※ 공구가 접촉하는 면적을 최소화 하는 방법을 찾고, 공구의 센터부가 적삭에 포함되지 않도록 하는 것이 중요하다.

 

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