샌드빅 코로만크, 정밀 밀링 가공 공정 혁신

가공 작업에서 정밀성과 신뢰성을 높이는 것은 지속적으로 추구해야 할 과제다.

금속 가공 전문 글로벌 기업 샌드빅 코로만트는 밀링 공정에 혁신을 가져올 공구로 이 과제를 해결했다. 이 글에서 샌드빅 코로만트의 인서트 교환형 밀링 제품 애플리케이션 매니저 상그람 대시(Sangram Dash)는 ISO K 및 ISO P 소재의 밀링 가공을 위한 공구인 CoroMill® MF80이 어떻게 더욱 정밀하고 경제적인 가공을 지원하는지 설명한다.

90º도 근접 직각 밀링 가공은 정밀 부품을 가공할 수 있다는 점 때문에 가공 작업에서 매우 바람직한 방법이다. 자동차 엔진이 점점 더 복잡해짐에 따라 이러한 능력이 반드시 필요하기 때문이다. 자동차 OEM 업체들은 공차가 더 엄격할 뿐만 아니라 더 복잡하고 정밀하게 설계된 부품을 제조하기 위해 노력하고 있다.

이러한 정밀 부품으로는 엔진 블록 변속기 케이스, 기어 박스 하우징, 스티어링 너클 등이 있다. 부품의 복잡한 형태와 이로 인한 치공구의 제한으로 인해 90도 근접 직각 밀링 공구가 더 유리하다. 이 공구는 축 방향 부하가 낮아 복잡한 부품을 효율적으로 가공할 수 있기 때문에 제조 공정에서 비용을 절감하고 효율성을 높일 수 있다. 또한 90도 근접 직각 밀링 공구는 경제적인 이점도 제공한다.

하지만 오버행이 긴 가공 작업에서 직각 밀링에는 종종 진동 문제가 수반된다. 직각 밀링 가공에서 공구 진동은 불균일한 절삭 부하로 표면 조도가 나빠지고 정확도가 떨어지는 등 부정적인 영향을 미칠 수 있다.

또한 과도한 진동은 공구 마모를 가속화해 공구 수명을 단축시키고 생산 비용을 증가시킬 뿐만 아니라 부정확한 공작물과 기계 손상으로 이어질 수 있다. 따라서 고품질의 정밀한 직각 밀링 가공을 위해서는 공구 진동을 최소화해야 한다.

새로운 밀링 공구
이러한 과제를 해결하기 위해 샌드빅 코로만트는 ISO K 및 ISO P 소재를 사용하는 자동차 밀링 가공을 위한 밀링 공구를 개발했다. 샌드빅 코로만트의 기존 CoroMill® 345 기술을 기반으로 하는 CoroMill® MF80 밀링 공구는 지그 제약이 있는 90도 근접 가공 작업에서 안정적으로 평면 및 직각 밀링을 수행하도록 설계됐다.

특히 MF80은 84~88도를 지원하는 시중의 다른 솔루션에 비해 89.5도의 접근 각도를 제공할 수 있다. 각도가 90도에 더 가까워지면 소재 제거와 다음 작업을 위해 남은 스톡 측면에서 추가적인 이점이 있다.


모든 투자를 면밀히 검토하는 자동차 산업에서 신뢰할 수 있는 절삭 공구의 중요성은 아무리 강조해도 지나치지 않다. 이러한 이유로 CoroMill® MF80은 인서트 뒤에서 보호 기능을 하는 초경인 심이 커터 바디에 장착돼 인서트를 지정된 위치에 고정한다. 심은 인서트의 움직임을 최소화해 원치 않는 진동과 인서트 손상을 줄이고 사고 발생 시 커터를 보호한다. 따라서 심의 보호 기능이 부족하면 안정성이 떨어지고 손상이 발생할 수 있다.

일부 공구는 진동 제어를 우선시하지 않아 공구 마모 증가, 정확도 저하, 가공물 품질 저하로 이어질 수 있다. CoroMill® MF80은 40% 더 가벼운 커터 바디로 제공되는데, 이는 오버행이 긴 가공 작업에서 안정성과 정밀성을 유지하는 데 필수적인 역할을 한다.


가공 테스트
CoroMill® MF80의 성능상 이점은 경쟁업체 공구와의 비교 테스트에서 입증됐다. 캐리어와 지지 부품을 생산하는 ISO-K 주철 소재의 황삭 작업에서 CoroMill® MF80과 경쟁업체의 직각 밀링 커터를 테스트했다.
두 공구 모두 동일한 작업 조건, 동일한 절삭 매개변수, 동일한 사이클 시간에서 테스트했다. CoroMill® MF80은 직경이 80 mm였고 경쟁업체 공구보다 인서트가 하나 더 적었다. 테스트 결과 한 절삭날의 공구 수명이 54% 증가했으며, 이는 경쟁업체 공구가 10개의 가공물을 생산한 데 비해 CoroMill® MF80은 15개를 생산했다는 것을 의미한다.
다음으로 펌프 및 밸브 부품을 생산하는 ISO-P 강 소재의 황삭 직각 밀링 가공 작업에서 CoroMill® MF80을 테스트했다. 공정을 최적화하기 위해 인서트 밀도가 더 높은 직경 80 mm의 CoroMill® MF80 커터를 사용했다. 인서트 밀도가 높을수록 절삭 부하가 더 많은 절삭날에 분산돼 마모가 감소하고 가공 성능이 향상된다. 또한 공구의 안정성과 지지력이 향상돼 더 원활한 절삭이 가능하다.

경쟁업체 공구는 5개의 인서트를 사용해 실행한 반면, CoroMill® MF80 공구는 8개의 인서트를 사용해 실행했다. 즉, CoroMill® MF80 공구는 더 많은 절삭날이 동시에 가공물과 맞물려 더 빠르고 효율적으로 소재를 제거할 수 있었다. CoroMill® MF80은 더 많은 가용 절삭날을 활용해 기계의 용량과 생산성을 극대화함으로써 기계가 최적의 효율로 작동할 수 있도록 했다.

경쟁업체 공구를 사용했을 때 4.5분이 소요된 것에 비해 CoroMill® MF80은 단 2.8분 만에 부품을 생산해 전체 생산성이 60% 향상됐다. 공구 수명은 67% 향상돼 경쟁업체 공구를 사용했을 때 9개의 부품을 생산한 반면, CoroMill® MF80은 하나의 절삭날 세트로 15개의 부품을 생산할 수 있었다.

ISO P 및 K 소재에서 90도 근접 직각 밀링 가공을 위해 설계된 특수 솔루션인 CoroMill® MF80은 자동차 밀링 시장에서 상당한 점유율을 차지할 것으로 기대된다. 앞으로 샌드빅 코로만트는 제품 라인을 다각화하기보다는 목표 틈새 시장에 맞춰 이 공구를 완성하고 최적화하는 데 집중할 계획이다.