까다로운 턴 필링 작업을 위한 내구성 있는 툴링으로 사이클 시간 단축

Weingärtner는 Vario+ 700 공작 기계의 턴 필링 헤드에 9개의 황삭 인서트와 1개의 정삭 인서트를 결합했으며 모두 Kennametal의 KCU25B 초경 재종을 사용했습니다. 공구 고장이나 공구 수명의 큰 저하로 인해 공작물과 헤드가 모두 손상될 수 있으므로 공구 교환 없이 단일 설정 내에서 가공을 완료해야 했습니다. 모든 이미지 제공:Weingärtner.

길이 3,900mm의 부품에서 거의 60mm에 달하는 오스테나이트계 스테인리스강 1.4435를 턴 필링하는 것은 이미 까다로운 작업입니다. 도구를 변경하지 않고 이를 수행하는 것은 거의 불가능합니다. 그러나 복잡한 회전 부품을 위한 공작 기계의 오스트리아 OEM인 Weingärtner의 고객이 최근 이 작업을 위해 회사를 찾았습니다.

Weingärtner는 고객과 상담하고 Vario+ 700 기계 중 하나를 제공하여 작업을 수행할 수 있었지만 시도한 대부분의 툴링은 툴 수명 요구 사항을 충족하지 못했습니다. 결국 OEM은 공구 회사인 Kennametal과 파트너십을 맺었습니다. Kennametal의 KCU25B 등급 공구는 전체 가공 공정에서 지속될 만큼 내구성이 입증되었으며 공정을 더욱 발전시켰습니다.

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턴 필링 챌린지

Weingärtner 소프트웨어 개발 부서의 프로세스 연구원인 Daniel Weber는 회사가 고객 상담, 모듈식 기계 카탈로그, 나선형 구성 요소를 위한 사내 CAD/CAM 시스템(WeinCAD), 서비스 등을 갖춘 완벽한 솔루션에 자부심을 갖고 있다고 말합니다. 따라서 60개의 진행 캐비티 펌프를 생산하기 위해 턴 필링 헤드가 있는 Vario+ 700을 구입한 고객이 새 기계를 수용할 시설 준비를 마치기 전에 부품을 배송해야 했을 때 Weingärtner가 개입하여 부품을 생산하고 가공 공정을 설계했습니다.

Weingärtner의 전문 WeinCAD CAD/CAM 소프트웨어는 펌프 로터와 같은 나선형 구성 요소에 대한 시뮬레이션 방법을 제공하여 OEM이 턴 필링 헤드에 대한 위험 없이 프로세스 솔루션을 테스트할 수 있도록 도와주었습니다.

부품은 재고에서 직경 160mm, 길이 3,900mm로 사전 선삭됩니다. 주 턴 필링 작업은 펌프 로터에 최종 직경 100.5mm의 편심 윤곽을 생성합니다. 턴 필링은 여러 개의 황삭 인서트와 하나의 정삭 인서트의 엇갈린 순서로 부품을 결합하여 150분 사이클 시간 동안 공구를 방해하지 않는 짧고 쉽게 부서지는 칩을 생성합니다. 편심 형상을 생성하려면 단속 절단과 연속 절단이 모두 필요하고 턴 필링 헤드의 중심에서 벗어난 위치도 필요했는데, 이로 인해 헤드에 대한 접근이 어려워지고 공구 교체 시간이 각각 약 30분씩 소요되었습니다. 공구 고장이나 공구 수명의 큰 저하가 가공물과 필링 헤드를 손상시키지 않는 최상의 상황에서도 공구 변경은 표면 조도에 영향을 미칠 수 있습니다.

따라서 절삭 공구와 인서트는 각 부품의 전체 사이클 시간 동안 지속되어야 합니다. 이는 부품의 오스테나이트 스테인리스강 1.4435 소재로 인해 더욱 어려운 과제입니다. 이 소재는 열 전도성이 낮고 가공 경화 경향이 있어 절삭 공구에 대한 엄격한 요구 사항을 충족하는 견고한 소재입니다. Weingärtner가 테스트한 절삭 공구 중 다수는 해당 작업의 공구 수명 요구 사항을 충족할 수 없었기 때문에 공작 기계 OEM은 Kennametal과 협력하여 이 까다로운 작업의 요구 사항을 충족할 수 있는 공구를 찾았습니다.

Weingärtner와 고객이 생산하는 각 로터는 턴 필링을 위해 Vario+ 700에 들어가기 전에 직경 160mm로 사전 터닝을 거칩니다. 이 공정을 통해 부품의 길이 3,900mm 전체에서 거의 60mm에 달하는 재료가 제거됩니다.

고체(탄화물) 용액

Weingärtner의 절삭 데이터를 분석하고 일부 형상을 조정한 후 Kennametal 팀은 KCU25B 초경 재종을 추천했습니다. 이 재종은 회사의 3중 KENGold PVD 코팅을 사용하는데, Kennametal은 이 코팅이 열 변형, 날 마모 및 일반 마모에 대한 저항성을 향상시켜 공구 내구성을 향상시킨다고 말합니다.

Weber는 "처음부터 공구 수명이 인상적이었고 표면 품질이 일관되었으며 칩 제어가 안정적이었습니다"라고 말하며 공구가 필요한 150분 공구 수명을 안정적으로 충족할 수 있었다고 언급했습니다. 문제의 적용을 위해 Weingärtner는 턴 필링 헤드를 축 방향 절입 깊이 5.5mm에서 작동하는 황삭 인서트 9개와 축 방향 절입 깊이 2.0mm에서 작동하는 정삭 인서트 1개와 결합했습니다.

Weingärtner는 이러한 도구를 사용하여 2.2마이크로미터 Ra와 9.5마이크로미터 Rz의 표면 마감을 달성했으며, 그 결과 회사는 이후 제조 단계에서 필요한 연삭 양을 줄일 수 있다고 말합니다. 또한 이 공구는 Weingärtner와 고객이 예상보다 더 공격적인 절단 매개변수를 사용할 수 있을 만큼 충분히 내구성이 있음이 입증되었습니다. Kennametal의 해당 프로젝트 영업 엔지니어인 Markus Pleyer는 "프로세스 최적화를 통해 가공 시간을 150분에서 126분으로 단축했으며 지속적으로 우수한 결과를 얻었습니다."라고 말합니다.