자동 선반의 2축 금속 절단 장단점 분석

자동 선반이 2축 금속 컷오프에 실용적인 선택인가?

정밀 금속 절단 세계에서 자동 선반은 금속 부품 성형에 가장 일반적으로 사용됩니다. 그렇다면 선반을 2축 컷오프 공정에 사용하고 또 사용해야 할까요?

자동 선반 공정

자동 선반에서는 공작물이 고정되고 회전하면서 공구 비트가 절삭 동작을 수행합니다 — 보통 나사산, 테이퍼, 드릴 구멍, 챔퍼, 기타 복잡한 형상을 생산하기 위해. 일반적으로 공정의 마지막 단계는 파팅 오프(parting off)로, 공작물의 완성된 끝부분을 제거하는 데 사용됩니다. 절단은 선반 축에 직각으로 이루어집니다.

스위스 타입 자동 선반은 시작 소재의 직경 공차가 최소 ±0.0005이어야 합니다. 이 스타일 선반은 2축 컷오프보다 더 복잡한 목적으로 설계되었습니다. 그러나 단순 단일 스핀들 선반 — 척커(chucker)라고도 함 — 은 확실히 대량의 컷투렌스(cut-to-length) 부품을 생산할 수 있습니다.

척커의 몇 가지 용도

척커 타입 선반은 2축 컷오프를 위해 소재를 통과하도록 프로그래밍할 수 있습니다. 다른 방법(전단 또는 콜드 쏘잉)이 비현실적인 봉재 또는 튜브 컷오프에 사용할 수 있습니다.

단일 스핀들 자동 선반은 바 풀러(bar puller)나 바 피더(bar feeder)가 필요하여 절단할 금속을 반복적으로 이동시킵니다. 바 풀러는 저비용 옵션으로 이름 그대로 작동합니다: 단일 금속 봉을 자동으로 선반을 통해 당겨 컷오프 동작을 수행합니다. 그러나 절단된 조각이 떨어지면 사람이 바 풀러를 수동으로 다시 장전해야 합니다.

바 피더는 이름대로 여러 개의 연속된 금속 봉을 자동 선반에 공급할 수 있습니다. 이는 사람이 지속적으로 피더를 재장전하기 위해 대기할 필요를 없애줍니다. 그러나 바 피더는 더 비싼 초기 자본 장비 비용이 듭니다.

자동 선반을 통해 소재를 어떻게 공급할지 생각하는 것 외에도, 솔리드 봉인지 튜브인지 고려해야 합니다. 각각은 회전하면서 컷투렌스될 때 고유한 특성 반응을 보이기 때문입니다. 선반은 회전 공정이므로 압출 프로파일에는 사용하지 않을 것입니다.

튜브 및 봉 절단의 몇 가지 단점

단일 스핀들 시나리오에서 자동 선반으로 튜브를 길이대로 자르면 대부분 버(burr)가 발생합니다. 좋은 프로그래밍으로 공구가 부품을 자르고 외경(OD) 모서리를 깰 수 있어 OD 버를 제거할 수 있습니다. 그러나 내경(ID) 버는 더 골치 아픕니다. 추가 프로그래밍이 필요할 뿐만 아니라 ID 모서리를 깨기 위해 추가 공구 또는 두 번째 스핀들이 필요합니다.

솔리드 봉을 길이대로 자를 때 OD 버는 프로그래밍으로 해결할 수 있습니다. 그러나 핍(pip)은 여전히 문제입니다. 공작물이 자동 선반에서 회전하므로 절삭 공구 이송이 반경만 지나가면 되어 직경 전체를 지나는 것보다 시간을 절약할 것 같지만.

똑똑한 기계공들은 그게 사실이 아님을 압니다. 절삭 공구는 방향성이 있기 때문입니다. 중심점을 지나면 회전 방향이 공작물을 절삭 공구에 반대 방향으로 제시합니다. 따라서 더 이상 절삭이 아닙니다 — 사실 지지 구조물을 때리는 것입니다. 엉망이 됩니다.

이것은 자동 선반에서 솔리드 절단에 고유한 문제를 만듭니다: 중심에 가까워질 수는 있지만 넘을 수는 없습니다. 따라서 부품 중심에 작고 때로는 매우 눈에 띄는 핍이 생기는 것이 매우 특징적입니다.

컷투렌스 부품은 양면이 있으므로 솔리드의 이 핍은 추가 조치가 필요한 복잡한 문제입니다. 이론적으로는 컷된 면이 소재 자체인 쪽을 페이싱 오프(facing off)할 수 있지만, 실제로는 부품 뒷면에 여전히 핍이 남습니다.

해결책은 두 개의 절삭 날과 지지되고 회전하는 또 다른 스핀들을 가진 파팅 툴(parting tool)로 들어가는 것입니다. 이는 중심점을 지나 봉재 컷오프의 핍을 제거할 수 있게 하지만, 선반 사용 시간과 비용도 추가합니다.

2축 컷오프의 기타 문제

자동 선반은 한 번에 하나의 봉이나 튜브만 자를 수 있으며 소재 번들링을 허용하지 않습니다. 또한 공정 효율은 바 피더나 바 풀러 사용 여부에 따라 달라집니다.

바 피더 사용 시:

• 소재가 휘어 있으면 공급되지 않습니다. 끝.
• 소재가 물결치거나 완전히 직선이 아니면 제대로 공급되지 않을 수 있습니다 — 목적(그리고 비용)을 무효화하는 문제를 일으킵니다.
• 극도로 거친 표면 마감은 소재와 표면 상태에 따라 공급에 긍정적 또는 부정적 영향을 미칠 수 있습니다.
• 소재 직경이 작을수록 바 피더는 더 비싸고 잠재적으로 문제가 많습니다.

반면 바 풀러는 더 작은 직경과 약간의 휨을 다룰 수 있습니다. 하지만 다시 사람이 한 번에 한 봉씩 풀러에 소재를 재장전해야 합니다. 또한 스핀들 길이는 "휘핑(whipping)"을 일으키지 않도록 제한되어야 합니다 — 이는 안전 문제이자 소재 상태 및 컷오프 문제입니다.

자동 선반이 최선의 선택인가?

레이저 절단과 마찬가지로 자동 선반으로 단순 2축 컷오프를 할 수 있습니다. 그러나 진실은 더 복잡한 다단계 작업에 용도를 예약하는 것이 더 나을 수 있다는 것입니다.

궁극적으로 선반을 컷오프에 사용할지 여부는 귀사의 고유한 애플리케이션과 특정 파라미터를 면밀히 살펴보는 것이 필요합니다. 최선의 선택을 하려면 다양한 2축 정밀 금속 절단 옵션을 이해해야 합니다.

자동 선반 절단이 다른 정밀 금속 절단 방법과 어떻게 비교되는지? 계속 읽어보세요.