가공에서 정밀한 공작물 정밀도 달성을 위한 검증된 기술

가공 정밀도는 가공 후 부품 실제 기하 파라미터(치수, 형상, 위치)가 도면 지정 이상적 기하 파라미터와 일치하는 정도. 이 일치 정도가 높을수록 가공 정밀도 높음.

오늘은 다음 3가지 측면에서 논의:

1. 부품 치수 정밀도 획득 방법
2. 형상 정밀도 획득 방법
3. 위치 정밀도 획득 방법

부품 치수 정밀도 획득 방법

(1) 시험 절삭법

먼저 가공 표면 작은 부분 시험 절삭, 시험 절삭 치수 측정, 가공 요구에 따라 공구 절삭날과 공작물 상대 위치 조정, 다시 시험 절삭, 다시 측정. 이렇게 2-3회 시험 절삭과 측정 후 가공 치수 요구 충족 시 가공할 전체 표면 절삭.

시험 절삭법은 '시험절삭-측정-조정-재시험절삭' 반복으로 요구 치수 정밀도 도달. 예: 박스 구멍 시스템 시험 보링.

시험 절삭법으로 달성 가능한 정밀도 매우 높을 수 있음, 복잡한 장치 불필요. 하지만 시간 소모적(다중 조정, 시험절삭, 측정, 계산 필요), 효율 낮음, 작업자 숙련도와 측정기 정밀도 의존, 품질 불안정. 그래서 단품 소량 생산에만 사용.

시험 절삭법 일종인 매칭법은 가공된 부품 기준, 다른 매칭 공작물 가공, 또는 2개(이상) 공작물 결합 가공. 매칭 작업 최종 가공 치수 요구는 가공된 부품과의 매칭 요구 기반.

(2) 조정법

샘플이나 표준 부품으로 공작기계, 지그, 절삭 공구, 공작물 정확한 상대 위치 조정해 공작물 치수 정밀도 보장. 크기 미리 조정되므로 가공 중 재시험절삭 불필요. 크기 자동 획득, 한 배치 부품 가공 중 불변. 이게 조정법. 예: 밀링 머신 지그 사용 시 공구 위치는 공구 블록으로 결정. 조정법 본질은 공작기계 고정 거리 장치나 공구 세팅 장치, 또는 프리셋 공구 홀더로 공구가 공작기계나 지그 상대 특정 위치 정밀도 도달하게 한 뒤 한 배치 공작물 가공.

공작기계 다이얼 따라 이송 후 절삭도 조정법 일종. 이 방법은 시험 절삭법으로 다이얼 눈금 먼저 결정 필요. 대량 생산에서 고정 거리 스토퍼, 프로토타입, 마스터 게이지 등 공구 세팅 장치 자주 사용해 조정.

조정법은 시험 절삭법보다 가공 정밀도와 안정성 우수, 생산성 높음. 공작기계 작업자 높은 숙련도 불필요하지만 공작기계 조정자 요구 높음. 배치/대량 생산에 자주 사용.

(3) 고정 치수법(사이징법)

공구 대응 크기로 공작물 가공 부위 크기 보장하는 방법. 표준 크기 공구로 가공, 가공면 크기가 공구 크기로 결정. 즉, 일정 치수 정밀도 가진 공구(리머, 리밍 드릴, 드릴 비트 등)로 공작물 가공 부위(구멍 등) 정밀도 보장.

사이징법 조작 쉽고 생산성 높음, 가공 정밀도 비교적 안정. 작업자 기술 수준과 거의 무관. 생산성 높고 다양한 생산 유형에 널리 사용. 예: 드릴링, 리밍 등.

(4) 능동 측정법

가공 중 가공 치수 측정하며 가공, 측정 결과와 설계 요구 치수 비교, 또는 공작기계 계속 작동 또는 정지. 이게 능동 측정법.

현재 능동 측정 값 디지털 표시 가능. 능동 측정법은 측정 장치를 공정 시스템(공작기계, 절삭 공구, 지그, 공작물 통일체)에 추가해 제5 요소로 만듦.

능동 측정법 품질 안정, 생산성 높음, 발전 방향.

(5) 자동 제어법

측정 장치, 이송 장치, 제어 시스템으로 구성. 측정, 이송 장치, 제어 시스템을 자동 가공 시스템으로 결합, 가공 공정 시스템이 자동 완료.

치수 측정, 공구 보상 조정, 절삭 가공, 공작기계 정지 등 일련 작업 자동 완료로 요구 치수 정밀도 자동 달성. 예: CNC 공작기계 가공 시 프로그램 각종 지시로 가공 순서와 정밀도 제어.

자동 제어 두 구체적 방법:

①자동 측정

공작기계에 공작물 크기 자동 측정 장치. 공작물 요구 크기 도달 시 측정 장치 지시로 공작기계 자동 후퇴 정지.

②수치 제어

공작기계에 서보 모터, 볼스크류 너트 쌍, 완전한 수치 제어 장치로 공구대나 작업대 정밀 이동 제어. 크기 획득(공구대 이동 또는 작업대 이동)은 미리 프로그래밍된 프로그램으로 결정. 컴퓨터 수치 제어 장치로 자동 제어.

초기 자동 제어법은 능동 측정과 기계/유압 제어 시스템으로 완료. 현재 가공 요구에 따라 사전 배치된 프로그램이 제어 시스템으로 제어되어 작업 수행, 또는 제어 시스템 발행 수치 정보 지시로 수치 제어 공작기계 작업 수행, 가공 중 가공 조건 변화 적응, 가공량 자동 조정, 지정된 조건 따라 가공 공정 최적화 실현. 적응 제어 공작기계가 자동 제어 가공 수행.

자동 제어법 품질 안정, 생산성 높음, 가공 유연성 좋음, 다품종 생산 적응성 갖춤. 현재 기계 제조 발전 방향이자 컴퓨터 지원 제조(CAM) 기초.