전통 가공(재래식 가공) 완벽 해설: 원리·종류·장단점
전통 가공(Conventional Machining)은 공구와 공작물이 직접 접촉해 기계적 힘으로 칩을 형성·제거하는 감산 제조의 근간입니다. 선반, 밀링, 드릴링, 연삭, 셰이핑, 플래닝, 브로칭, 기어 커팅 등이 이에 속하며, '절삭 공구 재료 > 공작물 재료' 경도 차가 전제됩니다.
전통 가공의 구성 요소
모든 전통 공작기계는 다음 5대 요소로 구성됩니다.
- 공작물 고정 장치(Work Holding): 척, 콜렛, 바이스, 지그, 픽스처
- 공구 고정 장치(Tool Holding): 툴 홀더, 아보, 콜렛 척, 런아웃 관리 필수
- 공작물 운동 기구(Work Motion): 주축 회전(선반), 테이블 이송(밀링), 왕복 운동(셰이퍼)
- 공구 운동 기구(Tool Motion): 바이트 이송, 커터 회전, 드릴 회전/이송
- 지지 구조체(Support Structure): 베드, 컬럼, 니, 베이스 - 강성·진동 감쇠·열변위 최소화 설계
대표 전통 가공 종류 및 작업
| 공작기계 | 원리 | 주요 작업 | 적용 예 |
| 선반(Lathe) | 공작물 회전 + 바이트 이송 | 외경/내경 터닝, 페이싱, 나사, 테이퍼, 드릴링/보링 | 축, 부시, 커플링, 유압 실린더 로드 |
| 밀링머신 | 커터 회전 + 테이블 이송 | 평면, 포켓, 홈, 램프, 기어, 자유곡면(5축) | 금형 베이스, 항공 브래킷, 의료 임플란트 |
| 연삭기 | 숫돌 회전 + 미세 이송 | 평면/원통/센터리스/내면/프로파일 연삭 | 베어링 레이스, 캠축, 정밀 게이지, 금형 부품 |
| 드릴링머신 | 드릴 회전 + 축방향 이송 | 드릴링, 리밍, 보링, 카운터싱크, 탭핑 | 플랜지 볼트 홀, 매니폴드 통로, 금형 냉각 홀 |
| 셰이퍼/플래너 | 바이트 왕복 + 공작물 인덱싱 | 대형 평면, T-슬롯, 키웨이, 도브테일 | 기계 베드, 프레스 다이 슈, 대형 가이드웨이 |
| 브로칭머신 | 브로치 인선 순차 절삭 | 키웨이, 스플라인, 내부 기어, 정방형 홀 | 자동차 변속기 기어, 유압 밸브 보어 |
작동 원리 (Working Principle)
공작기계는 주운동(절삭 속도 Vc)과 이송운동(피드 f)을 조합해 공작물 표면에서 칩을 연속 분리합니다. 절삭유(냉각·윤활·칩 배출)는 공구 수명과 표면 품질에 결정적 영향을 미칩니다.
장점 (Advantages)
- 장비 투자비 저렴, 범용성 높음
- 다양한 소재(금속, 플라스틱, 목재, 복합재) 가공 가능
- 나사, 기어, 스플라인 등 표준 형상 생성 용이
- 숙련공이면 복잡 형상도 대응 가능
단점 (Disadvantages)
- 공구 마모·파손으로 치수 드리프트 발생
- 고경도(>45HRC)·취성 소재 가공 곤란
- 깊은 홀, 미세 형상, 고종횡비 캐비티 가공 한계
- 절삭유·소음·분진 등 작업 환경 부담
- 설정 변경·금형 교체에 시간 소요(다품종 소량 생산 비효율)
현장 개선 포인트
- 코팅 초경/세라믹/CBN/PCD 공구로 절삭 조건 상향
- 고압 절삭유(70bar↑)·MQL로 칩 배출·냉각 강화
- 인공정 측정(프로빙) + 적응 제어로 무인화·자동 보정
- 하이브리드: 거치기 전통 가공 → 마무리 비전통 가공(EDM, 연삭)
전통 가공은 여전히 제조업의 80% 이상을 차지하는 기반 기술입니다. 공구·장비·소프트웨어 진화로 생산성과 정밀도가 지속 향상 중이며, 비전통 가공과 상호 보완하며 스마트 팩토리 핵심 공정으로 진화하고 있습니다.