세계 최고의 제품 #35
사이틀타임을 크게 줄이고 칩 문제를 없애주는 특수 공구

유압 밸브 보디는 자동차 변속기에서 오일 통로를 전환하고 압력을 유지하도록 밸브를 저장하는 유압 제어 메커니즘입니다. A 회사는 건설 기계, 농기계 및 지게차와 중형 트럭과 같은 산업 차량에 장착되는 유압식 밸브 보디를 생산합니다. 이러한 산업 차량에 적용되는 유압 밸브 보디는 일반적으로 주철 소재를 사용하며 필요한 정밀도를 달성하도록 마무리되며 가공 공정에서 표면 공정과 구멍 공정을 통해 형성됩니다.

구멍 공정이 필요한 부품의 경우 밸브를 저장하는 스풀 구멍이 측정값(약 Φ15~40 mm, 깊이(L/D) 10D)을 초과하는 경우가 있을 수 있습니다. 따라서 깊은 구멍 드릴링과 고정밀 공정이 필요합니다. 이와 같은 이유로 구멍 1개를 마무리하는 데 공구 여러 개가 필요하므로 공구 교환을 위한 초과 근무 시간 외에도 공구 구매 및 관리 비용이 높아졌습니다. 당사 고객은 "사이클타임 감소" 외에 "링 칩 문제 개선", "안정적인 고정밀 가공" 및 "공구 관리 간소화"를 포함하여 이러한 문제를 해결하는 기능이 있는 제품이 필요했습니다.

<도입 후> 특수 공구 적용 후에 사이클타임이 60분에서 5분으로 줄어들었고 사용된 공구 개수가 7개에서 3개로 집계됨

A 회사의 요구를 토대로 공구가 기존에 필요했던 7개에서 3개로 집계되었습니다(Φ22 코어 드릴, Φ20 링이 없는 리머, 보어 다열 T슬롯 공구 그루빙 그라운드). 이들 중에서 그루빙 그라운드는 공구 1개로 그루브 여러 개를 처리하고 스풀 구멍 공정은 7공정에서 3공정으로 줄어들었습니다(호닝이 마무리될 때까지의 공정을 제외한 경우). 사이클타임은 60분에서 5분으로 크게 단축되었습니다.

더욱이 기존에는 리머 가공 중에 오일 통로의 노출된 부품에서 발생하는 링 형상 칩을 수동으로 제거해야 했습니다. 이 문제를 해결하기 위해 KYOCERA Corporation은 고유한 링이 없는 리머를 제안했습니다. 칩은 고유한 날끝 구조로 인해 미세하게 분쇄되므로 링이 발생하지 않습니다. 또한 구조는 발생하는 칩을 쉽게 가공할 수 있게 해주므로 제거 작업에 대한 부담이 최소화됩니다.
링이 없는 리머의 가공 정확도는 표면거칠기가 Rz3.2 μm 이하, 환상성이 0.01 mm 이하이므로 만족스럽습니다(호닝 마무리는 일반 툴링임). 절삭 노이즈는 매우 조용하며 마무리 표면의 스크래치와 구름 무늬가 제거됩니다. 코어 드릴과 리머 모두의 공구 수명이 3,000~5,000구멍/날개로 연장됩니다.

특수 공구 도입 사례 (2) B 회사 "밸브 보디(알루미늄)"
<문제 > 원추 형상 칩 발생으로 세척 공정이 필요해짐

B 회사는 자동차용 자동 변속기와 CVT의 구성부품인 밸브 보디를 제조하는 회사입니다. 이 밸브 보디는 주로 알루미늄 금형 주조 제품으로 구성되며 일본에서는 No. 30 테이퍼 소형 머시닝 센터로 가공되는 경우가 증가하고 있습니다. 연성이 높은 알루미늄 칩은 탄성이 높이므로 미세하게 분쇄해야 합니다. 더욱이 알루미늄 밸브 보디의 복잡한 구조로 인해 칩이 오목한 부품에 들어가므로 세척 공정이 필요했습니다.

밸브 보디의 스풀 구멍은 다단계 구조 내 다양한 유형의 구멍(약 Φ8~20 mm)에 정렬되며 기존에는 특수 공구(거친 가공 드릴 및 마무리 공정용 PCD 경납땝 리머)가 다양한 구멍 구조에 따라 적용되었습니다. 당사 고객은 "알루미늄 공정의 거친 가공 중에 돌출점에서 발생하는 원추 형상 칩을 억제"하고 "사이클타임을 단축하고 가공 정확도를 유지"할 수 있는 제품이 필요했습니다.

<도입 후> 원추 형상 칩 감소 및 세척 작업 최소화

회사 B의 요구에 대응할 수 있도록 드릴 날끝이 2개인 특수 절삭날을 사용하는 거친 가공에 PCD 트윈 포인트 드릴을 채택해 원추 형상 칩을 분쇄했습니다. 다홈 리머(6날개 다날개 PCD 리머)를 채택하여 가공 정확도가 H7, Rz3.2 μm, 환상성이 5 μm로 정확도가 높은 공구가 탄생했습니다. 공구 수명은 100,000구멍/날개(결과 기반)로 연장되었습니다.

특수 공구 도입 이점

DMG MORI는 새로운 제품군 설립 및 공작기계 도입 이외에 가공 환경과 현재 공구와 관련된 문제와 함께 고객 문제를 토대로 전용 공구를 위한 사양 디자인을 제공합니다.

이점 1 / 사이클타임 단축

특수 공구를 통해 공구를 통합하면 사이클타임이 단축됩니다.

• 구멍 형상에 따라 구멍마다 공구 3~4개가 필요했습니다. 하지만 현재 2단계로 가공이 완료될 수 있습니다.
• 공구 1개로 여러 영역을 동시에 가공할 수 있으므로 공정에 적은 수의 공구만 필요하며 교환해야 할 공구 수가 줄어듭니다. 더욱이 더 많은 매거진 랙 구매와 같은 새 투자가 필요 없게 됩니다.
• 이를 통해 공정 통합을 위한 총형공구가 설정되고 거친 마무리 공정 1회에만 필요한 디자인도 가능해질 수 있습니다.
• 다날개 공구를 사용하여 매우 효율적인 가공이 가능해집니다(마무리: 다홈 리머).

이점 2 / 가공 정확도 개선

가공 공정마다 적합한 공구와 공작기계 성능을 최대한 활용하는 공구를 적용하면 가공 정확도가 향상됩니다.

• 정확한 가공 반마무리로 만족스러운 환상성이 달성됩니다.
• 고유한 여백 구조로 만족스러운 마무리 표면 품질이 달성됩니다.

이점 3 / 칩 문제 제거

칩 제거 공정과 칩 문제가 줄어들어 생산 실패가 방지됩니다.

* 이러한 경우 이외에도 당사는 칩 공정 개선이 필요한 고객을 위한 전용 디자인으로 칩 브레이커 어플리케이션 사양을 제안할 수 있습니다.

이점 4 / 호환성 개선

고정밀 구멍 공차를 설계할 수 있습니다. 여러 구멍 공차에 대한 수요를 처리할 수 있습니다.

이점 5 / 환경 보존

가공 시간이 단축되어 CO₂가 줄어듭니다.

DMG MORI 공작기계에 적합한 솔루션 제안

KYOCERA 특수 공구는 고속 회전을 지원하는 설계로 높은 강도를 제공합니다. 이러한 공구를 DMG MORI 공작기계와 결합하면 높은 성능을 얻을 수 있습니다.
KYOCERA 특수 공구를 사용하여 공정을 통합할 수 있으므로 생산 효율성이 향상되고 비용이 절감될 수 있습니다. 더욱이 KYOCERA 공구는 긴 수명과 정밀도를 보장하며 다품종 소량 생산에 동일한 가공 공정을 계속 수행하는 경우 기존 공구에 비해 장기간 안정적인 제품 품질을 얻을 수 있습니다. 가공 라인의 생산성을 더욱 향상시키려는 경우 언제든지 당사에 문의하십시오.

KYOCERA Corporation

이 기사는 세계 최고의 장비에 대한 DMG MORI 선택에 소개되었습니다.

연락처

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