기계 가공 오류의 9가지 주요 원인과 방지 대책

지능형 자동화의 발전으로 기계 가공 주문이 증가하고 있지만, 적합한 가공 주문을 수주할 때 다양한 예측 불가능한 실수가 발생할 수 있습니다. 이러한 실수는 대형 기계 가공 공장에 막대한 손실을 초래할 수 있습니다. 그렇다면 기계 가공 주문에서 실수가 발생하는 이유는 무엇일까요? SANS Machining이 기계 가공 주문 실수의 9가지 원인을 정리했습니다.

1. 공작 기계 오류

공작 기계의 가공 오류에는 주로 스핀들 회전 오류, 가이드 레일 오류, 전달 체인 오류가 포함됩니다.

스핀들 회전 오류는 스핀들의 실제 회전축이 각 순간 평균 회전축에 대해 변동하는 것을 말하며, 이는 가공 공작물의 정밀도에 직접적인 영향을 미칩니다. 스핀들 회전 오류의 주요 원인은 스핀들 동축도 오류, 베어링 오류, 베어링 간 동축도 오류, 스핀들 권선 등입니다. 가이드 레일은 공작 기계에서 각종 부품의 상대적 위치 관계를 결정하는 기준이자 공작 기계 운동의 기준입니다. 가이드 레일 자체의 제조 오류, 불균일한 마모, 설치 품질은 가이드 레일 오류를 일으키는 중요한 요인입니다. 전달 체인 오류는 전달 체인 양끝의 전달 요소 간 상대 운동 오류를 말하며, 전달 체인 각 구성 요소의 제조 및 조립 오류와 사용 중 마모로 인해 발생합니다.

2. 공구 오류

어떤 공구든 절삭 과정에서 필연적으로 마모되며, 이는 공작물의 치수와 형상 변화를 초래합니다. 공구 기하학적 오류가 가공 오류에 미치는 영향은 공구 유형에 따라 다릅니다. 고정 치수 공구 사용 시 공구 제조 오류가 공작물 가공 정밀도에 직접적인 영향을 미치며, 일반 공구(선반 공구 등) 사용 시 제조 오류가 가공 오류에 직접적인 영향을 미치지 않습니다.

3. 고정구 오류

고정구의 기능은 공작물이 공구 및 공작 기계와 올바른 위치를 갖도록 하는 것이므로, 고정구의 기하학적 오류는 가공 오류(특히 위치 오류)에 큰 영향을 미칩니다.

4. 위치 결정 오류

위치 결정 오류에는 주로 기준 어긋남 오류와 위치 결정쌍 제조 부정확 오류가 포함됩니다. 공작 기계에서 공작물을 가공할 때 공작물의 여러 기하 요소를 가공 중 위치 결정 기준으로 선택해야 합니다. 위치 결정 기준과 설계 기준(부품 도면에서 특정 표면의 치수와 위치를 결정하는 데 사용되는 기준)이 일치하지 않으면 기준 어긋남 오류가 발생합니다.

공작물 위치 결정면과 고정구 위치 결정 요소는 함께 위치 결정쌍을 구성합니다. 위치 결정쌍의 부정확한 제조와 위치 결정쌍 간의 맞물림 간극으로 인해 발생하는 공작물의 최대 위치 변화량을 위치 결정쌍 제조 부정확 오류라고 합니다. 이 오류는 조정 방식 사용 시에만 발생하며, 시험 절삭 방식에서는 발생하지 않습니다.

5. 공정 시스템의 힘과 변형에 의한 오류

공작물 강성: 공정 시스템에서 공작물의 강성이 공작 기계, 절삭 공구, 고정구에 비해 상대적으로 낮으면 절삭력 작용 하에서 강성 부족으로 인한 공작물 변형이 가공 오류에 더 큰 영향을 미칩니다.

공구 강성: 외경 선삭 공구의 가공면 법선(y) 방향 강성은 매우 커서 변형을 무시할 수 있습니다. 그러나 소구경 내경 보링 시 공구봉 강성이 매우 나빠 공구봉의 힘과 변형이 구멍 가공 정밀도에 큰 영향을 미칩니다.

공작 기계 부품 강성: 공작 기계 부품은 많은 부품으로 구성됩니다. 현재 공작 기계 부품 강성에 대한 적절한 간단 계산 방법은 없으며, 주로 실험적 방법으로 공작 기계 부품 강성을 결정합니다. 공작 기계 부품 강성에 영향을 미치는 요인에는 접촉면 접촉 변형의 영향, 마찰의 영향, 저강성 부품의 영향, 클리어런스의 영향 등이 있습니다.

6. 공정 시스템 열변형에 의한 오류

공정 시스템의 열변형은 가공 오류에 비교적 큰 영향을 미치며, 특히 정밀 가공과 대형 부품 가공에서 두드러집니다. 열변형으로 인한 가공 오류는 때때로 공작물 전체 오류의 50%를 차지할 수 있습니다.

7. 조정 오류

가공의 각 공정에서 공정 시스템은 어떤 방식으로든 조정되어야 합니다. 조정이 절대적으로 정확할 수 없으므로 조정 오류가 발생합니다. 공정 시스템에서 공작물과 공구의 공작 기계상 상호 위치 정밀도는 공작 기계, 공구, 고정구 또는 공작물 조정을 통해 보장됩니다. 공작 기계, 공구, 고정구, 공작물 블랭크의 원래 정밀도가 동적 요인을 고려하지 않고 공정 요구사항을 충족할 때, 조정 오류가 가공 오류에서 결정적인 역할을 합니다.

8. 측정 오류

가공 중 또는 가공 후 부품을 측정할 때 측정 정밀도는 측정 방법, 측정 공구 정밀도, 공작물, 주관적 및 객관적 요인에 직접적인 영향을 받습니다.

9. 공작물 내부 응력에 의한 오류

외부 힘 없이 부품 내부에 존재하는 응력을 내부 응력이라고 합니다. 공작물에 내부 응력이 발생하면 공작물 금속은 고에너지 불안정 상태에 놓이게 되고, 본능적으로 저에너지 안정 상태로 변환하려 하며 이때 변형을 동반하여 공작물이 원래의 가공 정밀도를 잃게 됩니다.

기계 가공 주문 실수의 9가지 원인이 있습니다. 먼저 이 9가지 가공 실수 원인을 이해해야 합니다. 가공 주문 시 이러한 실수가 공작물에 미치는 영향을 최대한 피해야 가공 주문 품질을 더 잘 보장할 수 있습니다.