도구 밸런싱 기본 사항

Oct 12, 2023

불균형한 도구가 문제입니다. 진동이 발생하여 공구 파손, 스핀들 수명 단축, 공작물 거칠기 증가로 이어질 수 있습니다.

가공 공정에 대한 균형 조정 프로토콜을 구현하면 공작 기계를 보호하는 데 도움이 됩니다. 균형 잡힌 공구는 진동을 줄여주며 44,000rpm에서든 3,000rpm에서든 절단 시 필요합니다.

많은 경우와 마찬가지로 도구 균형 조정에도 비용 편익 분석이 필요합니다. 새로운 기술이 균형 조정을 수행하고 정당화하는 방식에 영향을 미칠 수 있지만 분석의 필요성은 변함이 없습니다.

불균형의 원인

도구 불균형은 회전하는 질량의 무게 중심이 회전축과 정렬되지 않을 때 발생합니다.

미시간 주 Wixom에 있는 Balance Systems Corp.의 Manager Francesco D'Alessandro는 "불균형은 기이함을 만드는 거리입니다."라고 말했습니다. "이 편심이 진동을 만들어냅니다."

Tool Dynamic TD Comfort 밸런싱 머신(위)에는 PC, 키보드, 마우스 및 모니터가 장착되어 있습니다. 이미지 제공: Haimer USA

도구의 회전 중심에서 실제 질량 중심까지의 거리로 정의되는 편심률은 도구 무게가 중심에서 벗어난 정도를 측정합니다. 편심이 미크론으로 측정되고 공구 질량이 킬로그램으로 측정되는 경우 이러한 단위는 일반적인 단위인 그램 밀리미터로 불균형을 생성합니다.

뉴햄프셔 주 맨체스터에 위치한 GTI Spindle Technology Inc.의 Thomas Hoenig 사장은 공구 균형이 매우 중요하다는 데 동의합니다. 불균형은 스핀들 베어링과 기타 스핀들 구성 요소를 손상시킵니다. 불균형은 또한 가공된 부품과 연삭된 부품에서 떨림을 유발합니다. 그리고 불균형한 공구는 툴링 인터페이스의 테이퍼 손상을 통해 조기 툴링 마모를 유발합니다.

"툴링 균형은 거의 항상 이루어져야 합니다"라고 그는 말했습니다. "이 방법이 적용되지 않는 유일한 경우는 태핑 홀이나 일부 느린 선반 절단과 같은 매우 느린 rpm 가공 작업입니다. 3,000rpm 이상의 모든 가공 작업에서는 균형이 중요합니다."

그러나 일리노이주 빌라 파크에 있는 Haimer USA LLC의 Brendt Holden 사장은 많은 경우에 툴링 어셈블리 밸런싱의 가장 극적인 이점 중 일부는 보링 헤드나 페이스밀 아버 어셈블리와 같은 경우 낮은 rpm에서 찾을 수 있다고 말했습니다.

"우리의 조언은 누구도 해결 방법을 알 수 없는 문제를 제시하는 애플리케이션을 항상 살펴보라는 것입니다."라고 그는 말했습니다. "어쩌면 고정구나 기계 상태, 절삭 공구를 살펴봤지만 여전히 원하는 성능을 얻지 못하고 있을 것입니다. 밸런싱을 보았습니까? 그렇지 않다면 지금이 밸런싱을 조사해야 할 때입니다."

Holden은 오늘날 사람들이 사이클 시간을 단축하기를 원하며 이는 공구 교환 횟수를 줄이는 것을 의미할 수 있다고 말했습니다. 이전에는 황삭, 중삭, 정삭 도구를 사용하여 부품을 완성했지만 지금은 해당 작업에 하나의 도구만 사용하는 것을 선호하는 경우 균형 문제가 발생할 수 있습니다. 또한 드릴, 카운터보어 및 모따기 작업을 위해 특수 도구를 설계할 수도 있습니다. 포켓이 다양한 위치에 있으므로 품질 사양을 달성하려면 균형을 맞추는 데 더 많은 주의를 기울여야 합니다.

필요한 균형

D'Alessandro는 "이론적으로 균형을 유지하는 것은 항상 필요합니다"라고 말했습니다. "스핀들 rpm이 매우 낮고(3,000rpm 미만) 공작물 마무리 목표가 좋지 않은 경우에도 공구 밸런싱을 건너뛸 수 있습니다."

즉, 최신 공작 기계는 예를 들어 인코넬을 가공할 때 더 큰 절삭량을 달성하거나 높은 절삭 속도 요구 사항에 도달하기 위해 높은 스핀들 속도를 갖는 경향이 있습니다.

D'Alessandro는 "이러한 값의 증가로 인해 더 나은 도구와 홀더에 대한 요구도 높아졌으며, 이로 인해 이전보다 더 자주 도구의 균형을 유지해야 하며 잔여 불균형이 더 낮아야 합니다"라고 D'Alessandro는 말했습니다. "이 현상을 모니터링하려면 B-Safe 센서와 같은 영구 스핀들 모니터링 시스템을 기계에 설치하는 것이 도움이 될 수 있습니다. 이 시스템은 진동이 너무 높을 때 작업자에게 시각적인 도움과 경고를 제공할 수 있습니다."

Best Balance 1000은 불균형으로 인해 회전하는 부품의 진동을 측정하고 교정하는 휴대용 장치입니다. 이미지 제공: 밸런스 시스템