기계 부품 가공 스크랩률 감소: 모범 사례

공작물 절삭 시 주의를 기울이지 않으면 쉽게 스크랩이 발생합니다. 10년 이상 가공 경험을 바탕으로 SANS Machining은 '가공 공정에서 스크랩률을 줄이는 방법'을 다음 측면에서 정리했습니다.

1. 도면 요구사항 확인

기계 제품이나 부품의 모든 가공과 생산은 도면을 기반으로 합니다. 이는 최상의 생산 데이터입니다. 도면 없이 가공을 논하는 것은 비현실적이므로, 다음 측면을 살펴 도면의 정확성을 보장해야 합니다.

A. 사용 중인 도면이 최신 버전인지 확인

많은 분들이 이 문제를 잘 이해하지 못할 수 있습니다. 사실 작업장에 유통되는 도면, 특히 작업자가 가진 도면은 최신 버전이 아닐 가능성이 매우 높습니다. 부품 도면의 설계와 개선은 지속적인 수정 과정이기 때문입니다. 제품 판매 과정에서 많은 부품이 여전히 다수의 수정이 관련되거나 수정 중이며, R&D 설계 엔지니어의 수정에서 작업장 작업자 사용까지는 비교적 긴 운영 과정입니다. 많은 도면 교체가 근본적으로 제때 이루어지지 않거나 전혀 무시되기도 합니다. 특히 비표준 관리 시스템과 실행력이 낮은 기업에서 그렇습니다. 일부 도면은 설계 연구 부서에서 여러 버전으로 개정되었지만 작업장에서는 여전히 원본 버전을 사용합니다. 따라서 같은 문제가 계속 발생합니다. 이 일을 전담해 정리하는 사람이 없다면 현행 시스템으로는 시정하기 어렵습니다. 따라서 가공 담당자, 특히 현장 공정 엔지니어는 부품 도면 버전이 최대한 업데이트되었는지 확인하고, 현재 사용 중인 도면 버전이 최종 부품 도면 버전임을 확인해야 합니다.

B. 도면의 다양한 가공 요구사항 확인

예를 들어 치수 요구사항, 기하 공차 요구사항, 조도 요구사항, 열처리 요구사항 등, 이 정보들은 도면에 매우 명확합니다. 물론 설계 엔지니어의 설계 능력에 따라 이러한 요구사항이 누락될 수도 있으므로 이때 경험이 풍부한 기계 공정 엔지니어가 확인해야 합니다. 예를 들어 제품 도면, 조립 및 사용 조건에 따라 제품 도면을 어느 정도 생각하고, 설계 엔지니어가 놓친 부분을 보완합니다. 이는 실제로 지속적인 제품 개선 과정입니다.

C. 도면과 부품 매칭 확인

이 질문은 좀 우스워 보일 수 있습니다. 많은 분들이 잘못된 도면으로 가공할 수 있는지 의아해할 수 있습니다. 사실 이런 상황은 실제 생산 현장에 존재합니다. 특히 많은 부품이 유사한 설계나 대칭 레이아웃을 가질 때. 잘못된 도면으로 가공했는데, 부품 블랭크가 같기 때문입니다. 원래 두 도면이었는데 많은 사람이 하나로 만들었고, 다른 부품을 두 부품으로 가공했습니다. 이는 매우 현실적인 비용입니다.

2. 공정 내용 확인

부품 공정 흐름은 우리 기계 가공 실행 단계의 중요한 근거이자 부품 가공 품질의 중요한 보장입니다. 사실 많은 기계 공정 엔지니어의 전문 핵심 역량도 여기 반영됩니다. 어떻게 정확하고 합리적이며 저비용, 고효율, 고품질로 부품 가공 공정을 설계하는가는 우수한 공정 엔지니어의 전문 능력의 최고 구현입니다. 따라서 부품 가공 시 부품 공정 흐름을 충분히 존중하고 엄격히 실행해야 합니다.

하지만 많은 작업자가 이 정해진 공정 흐름을 바꾸길 좋아합니다. 작업자는 공정에서 단일 패스 비전과 능력만 가지므로, 한 부품의 전체 가공 관점에서 전체 부품 가공을 계획하기 어렵습니다. 그래서 가공 기준면 선택, 가공 여유분 예비, 가공 파라미터 조정, 가공 공구 선택 등에 많은 결함이 있습니다. 이런 가공으로는 부품 가공 품질을 보장하기 어렵습니다.

자격을 갖춘 부품 가공 기술은 부품 가공 설비뿐만 아니라 가공 방법, 가공 공구, 가공 파라미터, 클램핑 지그, 냉각 및 윤활, 가공 여유분, 가공 단계와 순서, 기준면 선택, 검사 방법, 공구 또는 툴링 설계 등도 깊이 고려해야 합니다. 이는 부품 가공의 비용, 품질, 효율을 크게 결정합니다.

3. 설비 능력 확보

가공 설비 능력은 사실 기계 부품 가공 품질의 상당 부분을 가공 설비의 가공 정밀도에서 비롯됩니다. 특히 일부 고정밀 부품 가공은 인력으로 불가능하며 설비로만 보장할 수 있습니다. 예를 들어 부품 가공 정밀도가 0.001mm 수준, 소위 μ 수준에 도달하면 이때는 인력으로는 불가능합니다.

가공 정밀도 요구사항 외에도 가공 범위와 설비 능력 요구사항도 평가해야 합니다. 예를 들어 평면을 가공할 때도 연삭기나 밀링 머신, 와이어 컷이나 대패 중 무엇을 쓰느냐에 따라 매우 큰 차이가 있습니다. 공정 흐름과 가공 비용도 완전히 다르고, 당연히 얻는 가공 품질도 본질적으로 다릅니다. 이는 가공 담당자가 명확히 이해해야 할 사항들입니다.

황삭만 적합한 밀링 머신을 조작 중인데 공정에서 고정밀 부품을 만들라고 하면 이는 설비상 불가능합니다. 설비 능력이 부품 품질의 상한선을 결정합니다. 이때 억지로 하면 부품 스크랩률이 매우 높을 것입니다. 이는 능력 문제가 아니라 설비 선택의 실수입니다.

동시에 가공 스트로크도 고려해야 합니다. 많은 설비의 이송 축에는 스트로크 제한이 있습니다. 부품 가공 크기는 설비 최대 스트로크 범위 내에 있어야 합니다. 이를 초과하면 부품 가공에 문제가 생깁니다. 최소한 한 번 클램핑으로 공정을 완료할 수 없습니다. 이때 가공 품질과 효율에 희생이 생기고 스크랩률도 증가합니다.

4. 효과적인 검사 방법

A. 검사 공구 선택

가공 현장에는 다이얼 게이지, 마이크로미터, 캘리퍼스, 강자, 높이 게이지 등 통상 검사 공구와, 삼차원 측정기, 경도 시험기 등 실험실용 기기가 있습니다.

B. 검사 지그 선택

많은 부품, 특히 복잡 가공 부품은 해당 검사 지그로 측정을 보조해야 합니다. 특히 검사 공구가 제한적일 때 검사 툴링이 특히 중요합니다. 예를 들어 기존 방식으로 구멍 간 거리 오차를 측정하려면 전용 검사봉이 필요하며, 그렇지 않으면 달성할 수 없습니다. 삼차원 측정기도 사용할 수 있습니다.

C. 검사 시간 노드 선택

사실 부품 가공은 매우 복잡한 과정이며, 같은 품질 검사 과정도 대응하여 복잡합니다. 부품 검사 시간 노드를 크게 세 가지로 나눌 수 있습니다.

(1) 부품 실시간 검사

장점은 부품 품질을 최대한 제어하고 스크랩률을 줄일 수 있습니다. 이는 '즉석' 검사로, 가공 중 가공 편차를 실시간으로 교정해 부품 가공 품질을 보장합니다.

(2) 부품 온라인 검사

자동 생산 라인에 적합합니다. 자동 생산 라인은 보통 여러 스테이션이 직렬로 연결된 완전 자동 가공 모드입니다. 하지만 각 스테이션 가공 품질이 정말 합격인지는 종종 미지수입니다. 이 스테이션들이 직렬로 연결되어 있어 인력이 적시에 가공 부품 품질 검사에 개입하기 어렵습니다. 이때 온라인 측정 장치로 가공 부품 품질을 모니터링해야 합니다. 불량품 발견 시 적시에 제거하고 합격품만 다음 공정으로 이송되게 합니다. 이는 자동 생산 라인의 필수 요소입니다.

(3) 최종 검사

이 검사에는 수동 검사와 완전 자동 검사가 모두 포함됩니다. 사실 많은 기업이 이제 완전 자동 검사를 도입하고 있습니다. 이 검사 방식은 인위적 기술, 태도, 감정의 영향을 효과적으로 차단해 부품을 더 현실적으로 반영할 수 있습니다. 동시에 검사 효율 향상과 검사 비용 절감에 더 좋은 통제가 가능합니다.

다양한 검사 방법과 수단을 통해 부품 가공 품질 향상과 스크랩률 감소를 도모하는 것도 매우 중요한 수단입니다.

5. 완벽한 관리 시스템

기업에 완비된 관리 시스템이 있습니다. 사실 기계 가공 품질은 완비된 품질 관리 시스템과 매칭되어야 진정한 품질 관리가 가능합니다. 단순히 작업자의 의식과 품질에만 의존하면 항상 뒤처집니다.

따라서 완비된 품질 관리 시스템은 필수 통제 절차이자 국제적으로 인정받는 제품 생산 규칙입니다. 우리의 ISO9000 품질 인증이 실제로 매우 좋은 품질 관리 및 통제 시스템입니다. 더 나은 제품 품질과 낮은 불량률을 얻으려면 품질 시스템이 매우 중요한 보장입니다.