스레드 월링 툴링 기술의 발전

무결함, 초미세 표면 품질을 특징으로 하는 새로운 인서트 코팅 기술은 나사 회전 중 인서트가 직면하는 절삭 부하. 사진 제공:GenSwiss

생산 기계 의 독자로서 잡지에서, CNC Swiss 선반 기술에 이미 투자했거나 미래에 그렇게 하는 데 매우 큰 관심을 갖고 있을 가능성이 매우 높습니다. 아마도 이러한 기계가 할 수 있는 정밀도의 수준이거나 장기 실행, 대량 생산 작업을 고려 중이며 이 장비가 제공하는 기능 유형이 필요할 수 있습니다.

한 가지는 확실합니다. 스레딩 작업은 거의 모든 스위스 기계 공장에서 접하게 되는 일이며 모든 스위스 기계 기술자는 이 분야의 최신 발전 사항을 알고 있어야 합니다. 결국, 약간 "오래된 학교"이지만 CNC 스위스 선반의 또 다른 이름은 "스크류 기계"입니다. 이름의 기원은 아니지만 스레드를 만드는 것은 정말 탁월한 기능입니다.

특히 스레드 월링은 최근에 발전된 스위스형에 일반적으로 수행되는 스레딩 공정이다. 새로운 인서트 기술과 툴링 설계로 인해 기존의 단일 포인트 나사산에 대한 대안이 훨씬 더 생산적으로 되었습니다.

그러나 스레드 월링 툴링 기술의 발전을 살펴보기 전에 한 걸음 물러나서 스위스 선반의 대표적인 디자인 요소와 관련된 측면을 검토하여 "가이드 부싱 그린혼"에 대한 약간의 지침을 제공하겠습니다. 나사 가공에. 스위스 기계(또는 그와 관련된 모든 선반)에서 전통적인 단일 지점 방법을 사용하여 나사 가공을 할 때 나사 형태의 전체 깊이를 달성하려면 공구로 여러 번 통과해야 합니다. 이것은 금속 제거율이 낮고 공작물 처짐이 최소화되기 때문에 60도 포함 나사 형태를 사용하는 대구경 나사의 경우 크게 문제가 되지 않는 경향이 있습니다. 따라서 이러한 종류의 나사산을 절단하는 데 필요한 공구 압력도 상대적으로 낮습니다.

스위스 유형의 가이드 부싱이 제공하는 지원 단일 지점 스레딩을 수행할 때 비효율적일 수 있습니다. 이것은 스레드 월링의 경우가 아닙니다.

그러나 스위스형 선반의 슬라이딩 주축대 및 가이드 부싱 배열과 가공되는 공작물의 특징 또는 요구 사항으로 인해 공작물이 뒤로 통과하여 가이드 부싱에서 "떨어질" 기회가 발생할 수 있습니다. 스레딩 도구를 통해 앞으로 빠져나가 휘어지고 강성이 손실됩니다. 이러한 현상은 나사 장경이 스톡 직경보다 작을 때 더욱 만연합니다. 가이드 부싱이 제공하는 지원이 효과가 없습니다. 그런 다음 뼈를 고정하기 위해 설계된 정형외과 및 외상 수복 외과용 임플란트에서 흔히 볼 수 있는 것과 같이 보다 공격적인 "버트레스" 스타일의 나사산을 만드는 데 필요한 금속 제거를 고려하십시오. 단일 지점 스레딩은 비용 효율적인 방식으로 작업을 완료하는 데 덜 중요한 수단이 됩니다. 이러한 딥 스레드 중 일부는 스레드 기능에 따라 완료하는 데 최대 40-50개의 패스가 필요할 수 있습니다.

여기에서 스레드 월링을 적용하여 이러한 스레드의 생산 능력을 높일 수 있습니다. 그러나 스레드 월링은 어떻게 작동합니까? 네 가지 구성 요소가 필요합니다. CNC 스위스/슬라이딩 주축대 선반; 이 프로세스를 위해 특별히 설계된 전용 라이브 도구 월링 부착물; 커터 링/바디; 필요한 나사산이 있는 여러 개의 초경 절삭 공구 인서트가 정밀 연삭됩니다. 이러한 도구 구성 요소는 단일 패스에서 스톡 직경에서 완성된 표준 또는 맞춤형 나사산 형태로 바스톡을 "회전"시키기 위해 함께 작동합니다.

어떻게 이루어지나요? 절삭 작업은 내경 나사 밀링과 유사하지만 공작물의 외경에 대한 밀링 프로세스입니다. 이렇게 하면 가이드 부싱 내에서 재료가 견고하게 유지되도록 하고 톱니당 칩 부하와 C축 회전 속도를 조절하여 마감 품질과 속도를 엄격하게 제어할 수 있습니다. 단일 포인트 스레딩과 비교할 때 커터 본체에 가능한 한 많은 커터를 사용하면 더 높은 금속 제거율과 더 나은 마감을 얻을 수 있습니다. 오늘날 대부분의 기계에서 흔히 볼 수 있는 고압 냉각수 기능과 함께 사용하면 절단 영역을 깨끗하게 유지하고 부스러기를 제거할 수 있습니다. 결과적으로 매우 빠른 속도에 도달할 수 있어 단일 패스에서 버가 없는 마무리 나사산을 얻을 수 있습니다.

고급 스레드 제조는 "플러스"입니다.

이제 이 프로세스의 발전 사항을 살펴보겠습니다. 발전하는 제조 기술의 세계에서 카바이드 코팅은 더 높은 처리량을 달성하는 데 중요한 역할을 합니다. 스위스의 Utilis AG는 최근 티타늄 및 의료용 스테인리스 응용 분야뿐만 아니라 고온 합금용으로 설계된 카바이드 기판과 코팅을 결합한 독점적인 UHM10 TX+ 툴링을 출시했습니다. 이 새로운 코팅 기술은 나사산이 회전할 때 카바이드가 직면하는 종류의 절삭 부하에 매우 잘 어울리는 무결함, 초미세 표면 품질을 특징으로 합니다. 모서리 품질은 나사 형태 정확도를 유지하는 중요한 측면이며 TX+ 제품은 형상의 모양을 변형하지 않고 모서리 상태를 강화합니다. 이는 리드 각도 조정, 공구 중심 위치 및 인서트 정확도가 공작물에 완벽한 나사산을 생성하는 데 매우 중요하며, 특히 나사산 마루의 날카로움이 주요 요구 사항일 수 있는 나사 장경이 3mm 미만인 경우에 중요합니다.

도달 범위 추가

작은 직경의 특수 나사산 형태에서는 설정의 강성과 가이드 부싱으로부터의 거리가 문제가 될 수 있습니다. 이것은 전통적으로 마감 및 인서트 손상 고조파가 발생하는 것을 방지하기 위해 스레드 소용돌이 인서트 "플라이트 서클"에 스톡과 공작물을 더 가깝게 유지하기 위해 연장된 노즈 가이드 부싱을 사용하여 해결되었습니다. 연장된 노즈 가이드 부싱을 사용해 본 사람이라면 누구나 증명할 수 있듯이 가이드 부싱 이동을 보상하기 위해 기존의 모든 선삭 도구가 이제 도구 플레이트에서 바깥쪽으로 이동해야 하므로 이 작업이 때때로 번거로울 수 있습니다. 따라서 이러한 더 작은 직경의 공작물에서 월링 작업을 수행하려면 많은 추가 설정 작업이 필요합니다. 대안은 인서트 플라이트 서클을 공작물에 더 가깝게 가져오는 것입니다. 다양한 상용 월링 어태치먼트(공작기계 제조업체 OEM 또는 GenSwiss와 같은 회사의 애프터마켓)에는 이제 인서트 플라이트 서클 포지셔닝에 포지티브 시프트가 내장된 커터 링이 있습니다.

라이브 툴링 드라이브는 5,000부터 10,000rpm에서 스레드 소용돌이는 2,000~3,000rpm만 필요로 하는 경향이 있습니다.

예를 들어 선반의 라이브 월링 공구 위치가 표준 가이드 부싱에서 초경 인서트의 중심선까지 15mm 거리에 있다고 가정해 보겠습니다. 이 작업은 6AL-4V 티타늄으로 된 2.5mm의 주요 직경, 이중 리드 버트레스 스타일의 나사산을 빙빙 돌려야 합니다. 상점은 이러한 나사산 부품을 생산하기 위해 이미 작은 직경의 바스톡을 보유하고 있습니다. 이 나사산은 월링에 적합하지만 직경은 스톡 직경에서 동시에 두 개의 리드를 절단할 때 발생할 수 있는 진동을 제어하는 ​​데 특별한 주의가 필요함을 의미합니다. 인서트 플라이트 서클을 표준 길이 가이드 부싱에 더 가깝게 전진시켜 그 거리의 일부를 구성하는 이동된 링이 빛나는 곳입니다. 간단한 Y축 이동 수정으로 인서트 형태를 바스탁의 절단 위치 중앙에 다시 맞출 수 있습니다. 종종 연장된 노즈 가이드 부싱 없이 이동된 링을 사용하여 성공하는 것이 가능합니다.

속도를 높이고 냉각

많은 현대식 스위스 선반은 현재 스마트 모터 기술의 발전으로 인해 상자에서 꺼내자마자 훨씬 더 빠른 속도가 가능한 라이브 툴링 드라이브를 제공하지만 마이크로 툴링과 함께 사용하기 위해 더 많은 회전 속도가 필요하다는 이유로 밀려났습니다. 수많은 모델이 라이브 툴링 드라이브에서 5,000 ~ 10,000rpm의 라이브 툴링 속도를 제공합니다. 작업에서 월링을 구현할 때 고려해야 할 사항은 스레드 월링 외에 수행해야 할 수 있는 마이크로 엔드 밀링 또는 드릴링 작업입니다. Whirling 작업은 대부분의 응용 분야에서 라이브 도구에서 2,000 ~ 3,000rpm만 요구하는 경향이 있는 반면, 추가 미세 가공을 수행하려면 모터가 사용 가능한 최대 속도로 구동해야 할 수 있으며, 그렇지 않으면 작동할 필요가 없을 수도 있는 속도로 회전하는 스핀들을 처리할 수 있습니다.

이 글을 읽고 있지만 여기에서 그 중요성을 이해하지 못한다면 대부분의 스위스 기계 모델이 하나의 모터에서 공구 위치의 모든 라이브 툴링을 구동한다는 점에 유의하십시오. 따라서 드릴 또는 엔드밀을 실행할 때 월링 스핀들은 절삭 중이 아닌 동안 이 더 높은 속도로 회전하므로 더 높은 rpm 작업 중에 칩을 만들지 않음에도 불구하고 주행 거리계에 마일리지가 추가됩니다. 장비에서 최고의 생산성을 얻을 뿐만 아니라 훨링 스핀들 및 기타 라이브 도구의 수명을 연장하기 위해 설정을 최적화하는 매우 좋은 방법은 고속 스핀들 장치와 페어링하는 것입니다. 마이크로툴 작업을 위한 최적의 표면 속도를 유지하면서 라이브 툴링을 실행하는 전체 모터 속도. 기어 구동 속도 배율기 스핀들은 스위스 기계의 많은 제조업체와 모델에서 쉽게 사용할 수 있습니다.

쿨런트-스루 소용돌이 부착물 및 커터 링은 칩을 배출하고 윤활성과 공구 수명을 유지하기 위해 절삭 영역으로 직접 안정적인 절삭유 공급을 보장합니다. (인서트가 제거된 커팅 링을 보여주는 삽입 이미지는 링의 내경에 있는 포트를 나타냅니다.)

절대 간과해서는 안 되는 또 다른 설정 고려 사항은 절삭 영역에서 적절한 냉각 및 칩 배출을 제공하는 기능입니다. 이전에는 고압 냉각수 라인을 절단 영역으로 연결하고 구부릴 수 있는 튜브를 사용하여 제트 기류를 조심스럽게 조준하여 이러한 작업을 수행하는 경우가 많았습니다. 이것은 소용돌이 동작으로 생성된 세분화된 칩을 제거하는 데 효과적이지만 완벽하게 조정하고 조준하기가 번거로울 수 있으므로 작업에 값비싼 설정 시간이 추가됩니다. Whirling Attachment 라인을 위해 스위스의 PCM Willen SA에서 개발한 냉각수 통과 제트 장착 월링 부착물 및 커터 링을 살펴보십시오.

이 새롭고 능률적인 설정은 안정적인 절삭유 공급을 보장하고 절삭유를 절삭 영역으로 직접 보내 칩을 배출하고 윤활성과 공구 수명을 유지하는 데 도움이 됩니다. 절삭유/고압 오일은 커터 링 자체를 통해 커터 링 내부의 절삭유 채널로 밀어 넣습니다. 고압 오일 제트는 약간 기울어져 있고 인서트의 게이지 길이와 함께 작동하도록 보정되어 윤활성과 최적의 냉각이 달성되었는지 여부에 대한 질문을 제거합니다. 새로운 냉각수 링 설계의 추가 이점은 작은 스프링 멈춤쇠 잠금 나사를 통해 회전식 부착물의 뒷면에 고정할 수 있다는 것입니다. 이를 통해 카바이드 인서트를 새 모서리에 인덱싱해야 할 때 더 많은 시간을 절약할 수 있습니다. 고압력의 퀵 릴리스 라인을 통해 인서트를 그 어느 때보다 쉽게 ​​교체하거나 인덱싱할 수 있습니다.

앞에 서지 마세요

실수하지 마십시오. 공격적인 나사산은 의료 정형외과 산업에서 계속해서 필수품이 될 것이며 나사산 회전보다 속도, 마감 수준 및 품질 관리를 통해 안정적으로 생산하는 더 좋은 방법은 없습니다. 긴 부품의 UNC/UNF 나사산과 같은 보다 기본적인 나사산을 소용돌이로 업그레이드하여 비용 절감도 실현할 수 있습니다. 특히 끈이 긴 연성 칩을 생성하는 재료 또는 가이드 부싱에서 빠지는 것을 방지하기 위해 나사산을 분할해야 하는 응용 분야에서 작업할 때 그렇습니다. 귀사의 프로세스가 사용 가능한 최첨단 툴링 기술을 사용하고 있는지 확인함으로써 귀사의 운영은 경쟁력을 유지하고 앞으로 몇 년 동안 앞서 나갈 수 있습니다.