[철강 품질] 자려 채터링

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[철강 품질] 채터마크 개요

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자려 채터링

자려채터는 채터 중 가장 많은 비율을 차지하는 유형이다. 자려 채터의 발생 원인은 절삭을 할 때 마찰력이 진동속도에 비례해 운동과 같은 방향으로 즉, 운동을 더 조장시키는 방향으로 작용한다. 정리하면, 공작물은 그 운동과 같은 방향의 힘을 받아, 운동에너지가 증가하게 된다.

 

대책방법

안정 한계선도

예전부터 알려져 있는 것으로 안정 한계선도가 있다.

안정 한계선도는 안전 한계 홈량(재생 채터링이 발생하지 않는 안정된 홈량)과 스핀들 회전수 관계를 나타낸 것이다.

그림에서 실선보다 아래쪽이 안정적인 가공이 가능한 영역이고 위쪽이 불안정한 영역을 나타내고 있다. 안정적인 영역에서는 주기적인 피크(안정 포켓)가 있으므로, 적절한 스핀들 회전수를 선택해 능률 높은 가공을 실현할 수 있다.

위의 그림을 예로 들어 설명하면, 가공 당시에는 스핀들 회전수를 2500이하로 안정된 가공을 실시했지만, 더욱 능률이 높은 가공을 목표로 홈량을 늘리면 큰 소리와 진동을 동반한 진동 채터링이 발생했다. 이런 경우 과도한 홈량이라고 판단해 처음의 홈량으로 되돌려 가공을 실시하거나, 회전수를 2950으로 하여 재생 채터링이 발생하지 않는 안정된 가공을 실행한다. 이런 경우 이송속도를 스핀들 회전수에 맞춰 빠르게 하면 고능률의 가공을 실현할 수 있다.

 

안정 한계선도를 사용한 가공조건 진단에서는 다음과 같은 hammering Test를 이용한 시스템이 제공된다.

1. Hammering Test로 공구의 고유 진동수를 측정
2. 가공 중 절삭력을 예측
3. 이상의 준비로 안정 한계선도를 작성해 홈과 스핀들 회전수를 결정

 

이때, 고유 진동수는 기계와 공구의 특성을 합해 구해야 하므로 공구마다 측정해야 한다. 또한 고유 진동수의 측정은 스핀들을 정지한 상태로 실시하기 때문에 구해 놓은 안정 한계선도와 실제 가공에서는 최적의 가공조건에 오차가 발생하기도 하며, 이런 경우에는 수정이 필요하다.

 

만약, 스핀들의 회전수를 조정하더라도 채터링 진동이 안정되지 않은 경우, 홈량이 공구의 능력을 넘어선 것으로 판단할 수 있으므로 가공조건을 수정하는(홈량을 낮추거나 공구 및 홀더 변경)등의 대책이 필요하다.