Home / 공구/툴링 / 지속적으로 발전하는 진동 제어 기술 – 발터의 진동 감쇠형 어댑터 Accure⋅tec
서포터즈 신청하기

지속적으로 발전하는 진동 제어 기술 – 발터의 진동 감쇠형 어댑터 Accure⋅tec

선삭 및 밀링 공구를 위한 특허 받은 진동 방지 기술
진동은 전체 가공 공정에 부정적인 영향을 미친다. 특히 예를 들어, 긴 부품의 카운터 보링이나 깊은 포켓의 밀링 가공 시 진동은 작업물의 표면 품질뿐만 아니라 생산성과 공정 안정성에 큰 영향을 미친다. 발터(Walter)는 선삭 및 밀링가공 시 진동을 확실하게 감소시키는 긴 돌출 길이를 가진 공구를 위한 특허 받은 진동 감쇠형 Accure⋅tec 어댑터를 개발했다.

특히 고가의 부품은 빠르고 정확하게 작업해야 한다. 여기서 진동은 큰 장애물이 된다. 먼저, 표면 품질이 눈에 띄게 저하되고 버가 형성되고, 요구되는 공차를 달성할 수 없다. 둘째로, 진동은 공구와 기계에도 영향을 미친다. 이로 인해 절삭 날 또는 인덱서블 인서트의 파손이 발생하여 기계 스핀들의 수명이 단축될 수 있다. 때로는 매우 거친 가공 소음이 발생한다.

보링 바가 길수록 전체 시스템이 편향되기 때문에 공구 전면에 도달하는 진동 크기가 커진다. 보링 시 기존의 강철 보링 바는 일반적으로 길이 대 직경 비율이 4×D까지 사용할 수 있다. 솔리드 초경 보링 바는 안정성이 더 크지만 이마저도 6×D까지만 적용 가능하다. 절삭 속도, 절삭 깊이 그리고 이송을 줄여야 안정적인 가공을 할 수 있기 때문에 지나치게 강한 진동은 기계의 생산성을 감소시키고 궁극적으로 단위 비용을 증가시킨다.

“진동에 대비하여 보다 안정적인 가공 시스템을 만들기 위한 한 가지 옵션은 공구 직경을 키우면 된다. 예를 들어, 직경 16mm의 보링 바를 1×D에서 2×D로 늘리면 처짐이 8배로 커진다. 만약에 40mm에서 20mm로 같은 길이를 유지하면서 직경을 변경할 경우 가공 끝단의 처짐 계수가 16배 더 커진다. 이 처짐량이 길이를 두 배로 늘릴 때 보다 두 배가 커진다.”라고 발터의 Turning 글로벌 제품 매니저인 Gerd Kussmaul은 말했다. “이 계산에 따르면 보링 바의 직경을 늘리면 되지만 실제로는 내경에 공간적 제한이 발생하기 때문에 불가능하다. “

진동 감쇠 Accure⋅tec 보링 바(우)를 사용하면 기존 보링 바(좌)보다 눈에 띄게 더 나은 표면 조도를 달성할 수 있다.
진동 감쇠 Accure⋅tec 보링 바(우)를 사용하면 기존 보링 바(좌)보다 눈에 띄게 더 나은 표면 조도를 달성할 수 있다.

공구 및 스핀들의 긴 공구 수명
부품 윤곽을 기반으로 공구를 조립하는 데 시간이 오래 걸리는 가공 작업의 경우 사용자는 진동이 가능한 한 낮도록 전체 가공 프로세스를 계획해야 하는 과제를 안고 있다. 그래야만 생산성, 공정 신뢰성, 공구 수명 및 최적의 표면 품질에 대한 요구 사항을 충족할 수 있다. 진동 감쇠 어댑터를 사용하면 가공 속도를 높이고 단위 비용을 줄일 수 있다.

발터의 어댑터 제품 관리자인 Ralf Bopp은 “진동 감쇠를 위한 당사의 새로운 기술은 ‘Accure⋅tec'( ‘accurate’라는 단어에서 유래)이며 이것이 바로 당사 제품군이 제공하는 정밀도, 안정성 및 반복 정확도이다. 우리는 고객에게 밀링 및 선삭 작업을 위한 매우 광범위한 진동 감쇠 어댑터를 제공하며, 시스템을 최대한 다용도로 사용할 수 있도록 많은 기계 인터페이스를 다루고 있다. 우리의 진동 방지 범위는 앞으로 몇 달 동안 지속적으로 확장될 것이다. 더 많은 직경 범위와 진동 감쇠 나사 선삭 솔루션이 추가될 것이다.”

특허받은 방진 시스템 – 공장에서 기본 셋팅 완료
Walter Accure⋅tec 진동 방지 기술의 핵심은 비중이 큰 금속으로 만든 보링 바 내부의 방진 완충 시스템이다. 특허받은 완충 요소는 O-링을 통해 축 및 반경 방향 모두의 충격에 유연하게 대응한다. 이를 통해 진동 감쇠 효과의 극대화를 보장한다. 댐퍼는 이미 발터의 공장에서 사전 셋팅 되어 있으므로, 사용자는 추가 조정 없이 보링 바를 즉시 사용할 수 있다.

발터 공장에서 사전 설정한 공진 요소가 진동을 안정적으로 줄여준다.
발터 공장에서 사전 설정한 공진 요소가 진동을 안정적으로 줄여준다.

“우리의 진동방지 솔루션은 매우 높은 강성이 특징이며 정확한 결과를 보장한다. 자사의 댐퍼는 가공 끝단에 매우 가깝게 배치되었기 때문에 매우 효과적이다. 보링 바 어댑터(플러그 앤드 플레이)의 기본 셋팅을 통해 고객은 시간을 낭비하지 않고 즉시 가공을 시작할 수 있다.”라고 Gerd Kussmaul은 밝혔다.

쿼드핏(QuadFit) 퀵 체인지 시스템으로 교환 시간 단축
발터는 진동 감쇠뿐만 아니라 보링 바와 교환 가능한 헤드 사이의 인터페이스에 관한 혁신적인 솔루션을 찾았다. 새로운 QuadFit 교체형 헤드를 클램핑하기 위해 오직 하나의 캡 너트만 필요하다. 나사와 같은 느슨한 조립 부품도 필요하지 않다. 공구 헤드를 약 20초 만에 매우 쉽게 교체할 수 있으므로 비 생산 시간을 크게 줄일 수 있다. 반복 정확도는 ±2μm로 높은 정밀도를 보장한다. 

최적의 칩 배출을 위해 교체 가능한 헤드에는 내부 절삭유가 장착되어 있다. 정밀 연마된 사면체 다각형 시스템은 180° 회전할 수 있으며 반전 사용에도 적합하다. 중앙 높이는 절단 헤드의 위치 결정면과 쉽게 정렬할 수 있다. 다양한 기본 형태의 네거티브 및 포지티브 인덱서블 인서트를 위한 QuadFit 교환 형 헤드가 있다.

쿼드핏(QuadFit) 교체 가능 헤드를 고정시키려면 캡 너트가 하나만 있으면 된다.
쿼드핏(QuadFit) 교체 가능 헤드를 고정시키려면 캡 너트가 하나만 있으면 된다.

터닝 및 밀링 용 진동 감쇠형 Accuretec
발터의 진동 감쇠 어댑터는 각각 선삭 및 밀링 작업에 최적화되어 있다. 공구 헤드 용 어댑터는 각각의 가공 요구 사항에 맞게 조정된다.

선 삭용 진동 감쇠 보링 바 – Accuretec A3000
선삭 가공에서 새로운 Accure⋅tec A3000 보링 바는 광범위한 응용 분야에서 특히 카운터 보링 또는 카피 선삭과 같은 깊은 보어 가공에 적합하다. 그들은 이미 H7 엔지니어링 공차 또는 Rz 6.3μm를 요구하는 발전기 샤프트의 카운터 보링 작업에서 그 효과를 입증했다. 발터의 어댑터는 6×D에서 10×D까지 사용하도록 개발되었다. 

이러한 작업에서는 진동 감쇠 보링 바/어댑터 없이는 가공 시 경제성을 보증할 수 없다. 중요 애플리케이션 영역은 항공 우주 엔진 또는 랜딩 기어용 부품, 석유 및 가스 산업의 펌프 및 일반 기계 엔지니어링 등을 예로 들 수 있다. 새로운 Walter Accure⋅tec 보링 바가 달성 가능한 시간당 금속 제거율 또한 강철 보링 바나 기존의 솔루션 대비 월등히 우수하다. Accure⋅tec 보링 바를 사용하면 진동 감쇠로 안정적인 작업이 가능해 일반 보링 바를 사용할 때 보다 최대 10배 빠르게 작업할 수 있다.

 Walter Accure⋅tec A3000 보링 바는 긴 프로젝션 길이(최대 10xD)의 공구를 사용한 경제적인 카운터 보링에 적합하다.
Walter Accure⋅tec A3000 보링 바는 긴 프로젝션 길이(최대 10xD)의 공구를 사용한 경제적인 카운터 보링에 적합하다.

석유 및 가스 산업용 부품의 내경 가공에서 진동 감쇠 어댑터(직경 40mm, 8×D)는 광범위한 애플리케이션 분야에서 매우 우수한 표면뿐만 아니라 정삭 작업 시 다음과 같은 절삭 조건 – Vc: 180m/min; f: 0.3mm; ap: 황삭 용 2.5mm 및 Vc: 250m/min; f: 0.12mm; ap: 0.8mm에서도 지속적으로 우수한 공정 신뢰성 (Rz 6.3µm)을 보장한다.

보링 바는 6×D, 8×D 및 10×D의 표준 길이로 제공된다. 보링 바 직경 32, 40 및 50mm도 구매 가능하다. 요청 시 추가 직경과 길이가 가능하다. 기계 인터페이스가 다른 광범위한 제품을 통해 보링 바 (병렬 생크, Walter Capto C6, C8 및 HSK-T 100)를 유연하게 사용할 수 있다.

Accuretec AC001 진동 감쇠형 밀링 커터 어댑터

오버행을 길게 사용하는 밀링 가공 시 발생되는 문제점과 요구 사항은 선삭 가공과 비슷하다. 낮은 버 형성, 긴 공구 수명, 시끄러운 가공 소음 및 스핀들의 심각한 기계적 손상을 방지해야 하며, 높은 표면 품질이 요구된다. 밀링 중에 진동 감쇠 어댑터는 예를 들어, 주로 깊은 포켓이 있는 복잡한 공작물 가공에 사용된다. 대상 분야는 주조 및 금형 제작, 항공우주, 일반 기계 엔지니어링, 자동차 및 에너지 산업이다. Accure⋅tec AC001 밀링 커터 어댑터를 사용하면 최대 5×D까지의 가공에서 가공 소음 수준이 낮아지는 안정적인 공정을 달성할 수 있다.

밀링 가공 중에 진동 감쇠 어댑터는 주로 복잡한 공작물 가공에 사용된다.
밀링 가공 중에 진동 감쇠 어댑터는 주로 복잡한 공작물 가공에 사용된다.

크랭크 샤프트 가공 테스트에서 새로운 기술의 높은 생산성은 바로 입증되었다. 직각 밀링 시 달성 가능한 절입 깊이(ap)는 진동 감쇠 Accure⋅tec AC001 어댑터 사용 시 기존 어댑터보다 3배 더 높았으며, 가공량도 3배 증가했다. 진동 감쇠 밀링 바가 이상적인 곳은 고이송 밀링 커터와 같이 사용할 때이며, 이 컷터는 주 절삭력이 스핀들 방향으로 주로 발생하기 때문이다.

“실제로 직경 대 길이 비율이 5×D(D는 보링 바/어댑터 직경)인 페이스 밀링 가공 시 진동 감쇠 어댑터 없이 HPC 밀링 커터를 사용해도 적절한 가공 결과를 얻을 수 있다. 플런지 밀링의 경우 최대 6×D까지 가능하다. 그러나 이러한 클램핑 길이의 경우 진동 감쇠 어댑터를 사용하면 가공 조건을 더 높일 수 있어 결과를 크게 향상시킬 수 있다. 벽이 얇고 불안정한 공작물을 가공하려면 리드 각도가 90°인 공구를 사용해야 한다. 해당 클램핑 길이로 진동 감쇠 어댑터를 사용하면, 최적의 결과를 얻을 수 있다. 따라서 공정 신뢰성과 가공 품질은 크게 향상되었다. “라고 Ralf Bopp는 밝혔다.

 Accure·tec AC001 필드 테스트
Accure·tec AC001 필드 테스트

공구 인터페이스는 DIN 138 규격을 따르는 모든 쉘 타입 밀링 커터에 적합하며, Walter Xtra⋅tec® XT 밀링 공구에 적용하면 특히 이상적이다. 또한, 날수가 적은 크로스 피치 타입과 중간 날수의 피치에서 진동을 방지하는 데 적합하다. 진동 감쇠 어댑터와 함께 절삭 압력을 줄이기 위해 포지티브 형상(포지티브 기본 형상, 낮은 출구 챔퍼, PVD 코팅)이 있는 인덱서블 인서트를 사용하는 것이 좋다. Walter Capto, HSK, SK 및 MAS-BT는 기계 측면 인터페이스로 제공된다.

About 이상준 기자

생산제조인을 위한 매거진 MFG 편집장 이상준입니다. 대한민국 제조업 발전을 위해 일합니다.