고속 가공(HSM)-소개

 

고속-가공(HSM)​는 기존 가공에 사용되는 것보다 훨씬 더 높은 절삭 속도와 이송 속도로 재료를 가공하는 고급 절삭 기술입니다. 이는 단순히 스핀들을 더 빠르게 실행하는 것만이 아닙니다. 높은 스핀들 속도, 빠른 이송 속도, 얕은 절삭 깊이, 특수 CNC 접근 방식을 결합하여 생산성, 정밀도 및 표면 품질을 크게 향상시키는 정교한 시스템입니다.

핵심 원칙: "스위트 스팟(Sweet Spot)"

HSM의 기본 아이디어는 절삭 공구의 작은 부분을 가공물과 맞물리면서(얕은 절삭 깊이) 매우 빠른 속도로 표면을 가로질러 이동시켜 재료를 제거하는 것입니다. 이를 통해 열이 가공물이나 공구로 전달되어 손상되기 전에 칩과 함께 열이 제거될 수 있습니다. 이는 더 느린 속도, 더 깊은 절삭을 사용하고 더 많은 열과 공구 압력을 발생시키는 기존 가공과 대조됩니다.

HSM의 주요 특징

높은 절삭 속도(SFM 또는 m/min):​ 스핀들 속도는 10,000RPM에서 60,000RPM을 초과할 수 있으며 때로는 기존 가공의 수천 RPM에 비해 더 높을 수도 있습니다.

높은 이송 속도(IPM 또는 mm/min):​ 공구는 가공물을 매우 빠르게 이동하여 일관된 칩 부하를 유지합니다.

낮은 반경방향 절입량(스텝오버):​ HSM은 일반적으로 매우 가벼운 절단을 사용하며 종종 공구 직경의 작은 비율만 사용합니다.

높은 축 방향 절삭 깊이(특정 작업의 경우):​ 절삭 폭은 작지만 공구는 전체 플루트 길이로 작동할 수 있어 깊은 형상을 효율적으로 가공할 수 있습니다.

특수 CNC 컨트롤러:​ HSM에는 일시 중지("드웰 마크"로 알려진 현상) 없이 복잡한 공구 경로와 급격한 방향 변경을 처리하기 위해 매우 빠른 처리 속도를 갖춘 CNC 컨트롤러가 필요합니다.

주요 이점 및 장점

HSM으로의 전환은 다음과 같은 몇 가지 중요한 이점을 제공합니다.

대폭 단축된 가공 시간:​ 빠른 속도와 빠른 이송 속도를 결합하면 재료 제거율이 크게 향상되어 생산 주기가 단축됩니다.

우수한 표면 마감:​ 가볍고 빠른 절단으로 인해 표면이 훨씬 부드러워지고 손으로 연마하거나 연삭하는 것과 같은 2차 마무리 작업의 필요성이 없어지거나 줄어드는 경우가 많습니다.

더 높은 정확도와 더 적은 부품 왜곡:​ 부품에 전달되는 열이 거의 없기 때문에 열팽창과 변형이 최소화됩니다. 이는 항공우주 및 의료 산업에서 섬세한 부품을 제조하는 데 매우 중요합니다.

얇은-벽 부품 가공 능력:​ 낮은 절삭력 덕분에 가공 중에 얇은 형상이 편향되거나 진동하는 것을 방지할 수 있습니다.

연장된 공구 수명(경우에 따라):​ 공구는 고속으로 작동하지만 열이 감소하고 날당 절삭력이 낮아져 마모가 줄어들고 올바른 매개변수를 사용하면 공구 수명이 연장됩니다.-

HSM의 필수 요구 사항

HSM을 구현하는 것은 표준 머신에서 속도를 높이는 것만큼 간단하지 않습니다. 완전히 통합된 시스템이 필요합니다.

HSM-가능 CNC 기계:​ 고주파-스핀들, 고정밀-볼스크류, 진동을 완화하는 견고한 프레임, 빠른 서보 드라이브를 갖춘 기계입니다.

전문 절단 도구:​ 도구는 CBN이나 PCD와 같은 초경이나 고급 소재를 사용하여 완벽하게 균형을 이루어야 하며 고속 작업을 위한 특정 형상으로 설계되어야 합니다.-

HSM용 CAM 소프트웨어:​ 소프트웨어는 "트로코이드" 또는 "적응형" 공구 경로를 생성해야 합니다. 이는 일정한 도구 부하를 유지하고 급격한 방향 변경을 피하며 도구가 재료에 직접 떨어지는 것을 방지하는 부드럽고 흐르는 경로입니다.

적절한 워크홀딩:​ 높은 가속도와 감속도를 견딜 수 있도록 공작물은 매우 견고하게 고정되어야 합니다.

일반적인 응용

HSM은 복잡한 형상, 높은 정밀도 및 효율적인 재료 제거가 필요한 산업에서 특히 가치가 있습니다.

항공우주:​ 견고한 알루미늄 합금으로 크고 복잡한 구조 부품을 가공합니다.

금형 및 다이 제작:​ 표면 품질이 뛰어난 복잡한 사출 금형 및 다이캐스팅 금형을 만드는 경우가 많습니다.{0}}종종 경화강을 사용합니다.

의료:​ 정형외과용 임플란트, 수술 기구 등 정밀하고 복잡한 부품을 생산합니다.

전자제품:​ 가전제품용 알루미늄 및 구리 방열판과 섀시를 가공합니다.

결론

고속-가공은 절삭 가공의 패러다임 변화를 나타냅니다. HSM은 속도와 효율성을 위해 도구와 공작물 간의 상호 작용을 최적화함으로써 제조업체가 이전보다 더 빠르고 정확하게 더 높은 품질의 부품을 생산할 수 있도록 하여 현대적이고 높은 가치를 지닌 제조의 초석이 됩니다.{2}}