캡스톤 선반은 엔진 선반과 센터 선반을 개량한 형태로, 테일스톡 대신 육각 터렛 공구 헤드(hexagonal turret tool head)가 장착된 선반입니다. 1860년 미국 프랫 앤 휘트니(Pratt and Whitney)에서 최초로 개발했습니다.
캡스톤 선반 개발이 필요했던 이유는 센터 선반에 공구 홀더가 하나뿐이고 테일스톡에 한 개의 공구만 장착 가능했기 때문입니다. 공작물 가공 시 매번 공구를 교체해야 해 시간이 많이 걸렸고, 센터 선반은 대량 생산에 부적합했습니다.
이 문제를 해결하려고 캡스톤 선반이 개발되었습니다. 캡스톤 선반은 센터 선반의 개량형으로, 터렛 공구 헤드에 6가지 다른 공구를 장착할 수 있습니다. 터렛을 회전시켜 필요한 가공 공구로 전환합니다.
대량 생산, 즉 최고 정밀도와 정확도로 최단 시간에 대량의 완제품을 제조하는 데 사용됩니다.
반자동 선반(semi-automatic lathe)입니다. 드릴링, 페이싱, 나사 가공, 터닝 등 가공 공정은 공구 교체 없이 자동으로 수행되지만, 공작물 체결, 공구 세팅, 냉각 등은 수동으로 수행되기 때문에 '반자동'이라 부릅니다.
캡스톤 선반의 육각 공구 홀더에는 6개 공구가 장착됩니다. 먼저 원하는 형상과 크기로 가공할 공작물을 척(chuck)에 고정합니다.
이 척은 3조(three-jaw)나 4조(four-jaw) 척일 수 있습니다. 공작물은 스핀들과 연결된 척과 함께 회전합니다.
육각 공구 헤드에는 6개 면이 있어 6가지 다른 공구를 장착할 수 있습니다.
공작물이 척과 함께 회전하기 시작하면 새들(saddle)을 이동시켜 육각 공구 헤드를 공작물 쪽으로 전진시킵니다. 육각 공구 헤드를 회전시켜 가공에 필요한 공구를 공작물 쪽으로 향하게 합니다.
필요한 공구가 공작물 쪽을 향하면 램(ram)을 전진시켜 공구를 공작물에 접촉시키고 가공 작업을 수행합니다.
첫 번째 작업이 완료되고 램이 후퇴하면 터렛이 자동으로 인덱싱되어 다음 면에 장착된 공구가 작동 위치로 옵니다.
터렛 선반은 교체 가능한 절삭 공구(interchangeable cutting tools)를 사용하는 금속 가공 선반 유형입니다. 일반 선반처럼 고정된 절삭 공구를 회전하는 공작물에 압착합니다.
그러나 터렛 선반은 교체 가능한 절삭 공구 덕분에 독특합니다. 특정 제조 용도에 맞춰 절삭 공구를 빠르게 교체할 수 있습니다.
이전 선반에 터렛이 추가되며 진화했습니다. 터렛은 인덱서블 공구 홀더(indexable toolholder)로, 여러 절삭 작업을 각각 다른 절삭 공구로 쉽고 빠르게 연속 수행할 수 있게 합니다. 작업자가 셋업 작업(공구 장착/탈착)이나 공구 경로 제어를 중간마다 할 필요가 없습니다.
터렛 선반은 교체 가능한 절삭 공구 덕분에 일반 선반보다 다용도입니다. 일반 선반도 여러 절삭 공구를 지원하지만 교체가 터렛 선반보다 어렵습니다.
일반 선반에서 절삭 공구를 교체하려면 기존 공구를 분리해 떼어내고 다른 절삭 날을 다시 장착해야 합니다.
반면 터렛 선반은 여러 절삭 공구를 동시에 장착할 수 있습니다. 공구를 교체할 필요 없이 터렛 선반이 자동으로 적절한 절삭 공구로 전환하므로 제조사의 생산 공정이 더 빠르고 효율적입니다.
터렛 선반이 다른 절삭 공구로 전환하는 데 몇 초면 되지만, 일반 선반에서 작업자가 수동으로 공구 교체하는 데는 몇 분 걸립니다.
터렛 선반에는 여러 유형이 있습니다. 예를 들어 수치 제어(NC) 터렛 선반과 컴퓨터 수치 제어(CNC) 터렛 선반이 있습니다. NC 터렛 선반은 구형으로 펀치 카드 등 원시적 제어 방식을 씁니다.
반면 CNC 터렛 선반은 신형으로 컴퓨터를 이용한 더 진보된 제어 방식을 씁니다. 작동 방식에 따라 분류하기도 합니다. 자동 터렛 선반은 최소한의 수작업으로 다양한 공정 수행 가능. 수동 터렛 선반은 최소한의 수작업 필요. 그 외 반자동, 수직, 평면 선반 등도 흔한 유형입니다.
캡스톤 선반과 터렛 선반은 엔진 선반과 센터 선반의 발전형으로, 테일스톡이 6개 공구를 가진 육각 터렛 공구 헤드로 대체된 구조입니다. 터렛 공구는 각 작업 공정 요구에 따라 회전합니다.
캡스톤 선반과 터렛 선반은 겉보기엔 같아 보이지만 구조, 작동, 용도에서 많은 차이가 있습니다. 이 글에서 두 선반 기계의 차이점을 확인해 보십시오.
| 캡스톤 선반 (Capstan Lathe) | 터렛 선반 (Turret Lathe) |
| 1. 경량 기계. | 1. 중량 기계. |
| 2. 보통 수평 선반. | 2. 터렛 공구 헤드가 새들에 직접 장착돼 둘이 한 몸체처럼 보임. |
| 3. 터렛 헤드가 램(ram)이란 슬라이드에 장착되고 램이 새들에 장착됨. | 3. 무거운 척킹 작업에 적합. |
| 4. 바(bar) 작업에 적합. | 4. 새들을 이동시켜 공구에 이송 제공. |
| 5. 새들을 특정 지점에 고정하고 램을 이동시켜 공구에 이송 제공. | 5. 무겁고 내구성 강함. |
| 6. 가공용 이송량과 절삭 깊이가 제한적. | 6. 더 많은 이송량과 절삭 깊이 제공. |
| 7. 크로스 슬라이드가 헤드스톡과 램 사이 베드웨이 위에 놓인 캐리지에 장착됨. | 7. 일부 터렛 선반은 사이드 행 타입 캐리지 장착. |
| 8. 터렛 공구 헤드 자동 인덱싱. | 8. 터렛 공구 헤드 인덱싱 위해 클램핑 레버 풀고 터렛 수동 회전. |
| 9. 피드 스톱 나사(feed stop screws)로 공구 이동 거리 제어(터렛 후면). | 9. 리밋 독(limit dogs)으로 공구 이동 거리 제어. |
| 10. 터렛을 직각으로 이동시키는 기능 없음. | 10. 일부 터렛 선반은 터렛을 선반 축과 직각으로 이동 가능. |
| 11. 피드 로드(feed rod)가 종방향 이송 제공. | 11. 피드 로드가 종방향 이송 제공 안 함. |
| 12. 소형 동일 부품 대량 생산용. | 12. 대형 동일 부품 대량 생산용. |
| 13. 수동 콜렛 척(hand-operated collet chucks) 장착. | 13. 파워 척(power chucks) 장착. |
| 14. 비강성 구조로 공작물에 깊은 절삭 불가. | 14. 강성 구조로 공작물에 깊은 절삭 가능. |
터렛 선반에서는 메인 터렛이 새들에 직접 설치되고 새들이 선반 베드 전체 길이를 따라 이동합니다. 캡스톤 선반은 램 타입 터렛 선반으로 램 이동이 제한적입니다. 터렛 선반에서는 터렛 공구 헤드가 새들에 직접 장착돼 한 몸체처럼 보입니다.
캡스톤 선반은 램 이동 제한으로 짧은 공작물용. 터렛 선반은 새들 이동으로 긴 공작물용. 캡스톤 선반은 직경 60mm 이하 공작물 가공용.
캡스톤 선반 또는 터렛 선반은 최단 시간에 다수의 동일 부품을 제조하는 생산용 선반입니다. 이 선반들은 엔진 선반의 발전형입니다. 캡스톤 선반은 1860년경 미국 프랫 앤 휘트니에서 최초로 개발되었습니다.
캡스톤 선반과 터렛 선반의 주요 부품:
이전 선반에 터렛이 추가되며 진화했습니다. 터렛은 인덱서블 공구 홀더로, 여러 절삭 작업을 각각 다른 공구로 쉽고 빠르게 연속 수행할 수 있게 하며, 작업자가 중간 셋업 작업(공구 장착/탈착)이나 공구 경로 제어를 할 필요 없게 합니다.
터렛 선반 테일스톡에는 여러 공구를 장착할 수 있는 터렛이 있지만, 엔진 선반 테일스톡은 제한된 크기의 공구 하나만 장착 가능. 8. 터렛 선반은 숙련공 적게 필요, 엔진 선반은 숙련 작업자 필요.
터렛 선반은 교체 가능한 절삭 공구 사용이 특징인 금속 가공 선반 유형. 일반 선반처럼 고정 공구를 회전 공작물에 압착. 단, 교체 가능 공구 덕분에 독특함.
발명 목적은 자동 운전용 개선된 터렛 인덱싱 메커니즘을 제공하는 것으로, 터렛의 모든 작업 위치를 원하면 순차적으로, 아니면 일부는 메커니즘 조정으로 선택적으로 건너뛸 수 있게 하는 것.
터렛 선반 장점:
터렛은 공구 그룹을 보유하고 회전해 새 절삭 공구를 위치시킵니다. 공구 교체 과정: 현재 공구 후퇴(보통 Z축 또는 X·Z축 결합 운동), 올바른 공구가 위치할 때까지 터렛 회전.
캡스톤 선반을 안전하고 효과적으로 셋업·운영. 필요시 기계 오프셋 조정. 기계 모니터링 및 문제 보고. 냉각수 레벨 모니터링 및 보충.
캡스톤 선반 작업 고정 장치는 보통 자동 타입. 자동 타입 작업 고정 장치는 셋업 시간 단축. 콜렛을 콜렛 척이라고도 함. 주로 다양한 형상의 긴 바 재료용으로 수동 또는 동력 구동 방식으로 조작.
CNC 터렛은 절삭 공정에서 정밀도 확보 가능하지만 원형 금속 절단은 불가능. CNC 터렛 전력 소비가 큰 단점으로 전력 소모 많음. 추가로 기계 설치 공간 많이 필요.
크기 기준: 소형(바 용량 d=25mm, 척킹 용량 D=320mm), 중형(d=80mm, D=500mm), 대형(d=160mm, D=800mm). 터렛 배치 기준: 수평 터렛을 가진 것들로 분류.
앞서 언급한 기계는 경량이지만 무거운 척 작업엔 부적합. 새들 타입 터렛 선반(saddle-type turret lathe)이란 또 다른 배열 버전으로 중량 작업용. 이전 타입 대비 5배 직경 작업 가능.
캡스톤 선반은 같은 부품을 반복 생산하는 밀링 머신. 절삭 비트가 회전식 터렛인 캡스톤에 장착돼 있어, 첫 비트 떼고 둘째 비트 장착하는 번거로움 없이 비트 방향을 빠르게 바꿔 절삭 가능.
캡스톤 선반은 램 이동 제한으로 짧은 공작물용. 터렛 선반은 베드 따라 새들 이동으로 긴 공작물용. 캡스톤 선반: 직경 60mm 이하 공작물 가공. 터렛 선반: 직경 120mm 이하 공작물 가공.
캡스톤/터렛 선반은 반자동 선반. 반자동 = 가공은 자동이나 공작물 교체, 공구 세팅 등 다른 기능은 수동.
센터 선반(센터 레이드)은 강철, 플라스틱 등 다양한 소재로 원통 형상 제조에 사용. 엔진 작동에 들어가는 많은 부품이 선반으로 제조됨.
캡스톤/터렛 선반은 엔진/센터 선반의 발전형으로, 테일스톡이 6개 공구 가진 육각 터렛 공구 헤드로 대체됨. 터렛 공구는 각 작업 공정 요구에 따라 회전.
산업기술
다양한 유형의 가공 공정에 대해 이야기할 때, 우리가 일상생활에서 사용하는 부품을 제작하는 데 사용되는 기계 공구가 그러한 공정의 알려지지 않은 영웅이라는 것을 알고 있습니다. 가공에 사용되는 핵심 공구 중 하나(그리고 우리가 가장 좋아하는 것 중 하나)는 선반입니다! CNC 선반은 매우 다재다능합니다: 모든 위대한 야구 팀이 유틸리티 내야수를 필요로 하듯, 모든 위대한 공작소도 선반을 필요로 합니다. 선반이 처리할 수 있는 다양한 작업을 살펴보겠습니다. 내부 및 외부 가공이 가능하다는 점을 먼저 확립해야 합니다. 내부 작업은 공
CNC 선반 머신 툴 터렛은 모든 툴링이 장착되는 CNC 머신의 부품입니다. CNC 선반 툴 터렛에는 모든 공구가 장착되는 디스크 형태의 통합 부품(툴 터렛 디스크)이 있습니다. CNC 선반 툴 터렛은 X축 캐리지에 장착됩니다. 경사형 베드 CNC 선반 / 평판형 베드 CNC 선반 일부 CNC 선반에서는 X축 캐리지와 툴 터렛이 스핀들 뒤에 위치합니다(이런 머신을 경사형 베드 CNC 선반이라 합니다). 다른 선반에서는 전면에 위치합니다(일반 선반과 동일, 평판형 베드 CNC 선반). 아래는 경사형 베드 CNC 선반입니다. 아래는
