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[금형 제조의 QCD 달성 방법]기계특성에 대응한 제어점 배치에 의한 절삭 데이터의 최적화
작성일 2020.04.21 첨부파일


[첨단 헬로티]

스와 오사무(諏訪 修) C&G시스템즈(주)

금형 제조에서 QCD(품질, 코스트, 납기)를 달성하기 위해서는 가공 공정의 삭감과 수정이 필요하다. 기계가공 공정에서는 5축가공기를 도입해 직조가공의 범위를 확대함으로써 그 후의 방전가공에 걸리는 시간을 줄인 사례를 수년 전부터 접했다.

그러나 절삭 후의 다듬질면이 요구 품질을 만족시키지 않은 경우, 손다듬질에 의한 수정 작업이 필요하고, 다듬질 공정의 작업 공수가 증대한다. 또한 과도한 수정, 연마는 금형의 정도 저하가 우려되기에 기계가공 후의 가공면 품질(가공 정도, 가공면 품위)의 향상이 요구된다.

다듬질면의 문제 원인과 현상

절삭하기 위해서는 공작기계, 공구, 절삭 데이터를 사용하기에 그들의 특성이 조합돼 여러 가지 원인에서 다듬질면의 문제가 발생한다.

그림 1에 나타낸 가공 형상이 급격하게 변화하는 형상 곡률이 큰 부위로, 공구경로의 제어점열의 방향 변화각이 커지면 CNC 공작기계가 공구경로의 코너 앞에서 이송 속도를 감속시킨다. 또한 제어점의 간격이 전후의 제어점에 비해 극단적으로 짧은 부위도 감속이 발생한다.

감속한 부위는 공구의 전도 상태가 변하고, 커터 마크가 발생하는 원인이 된다. 또한 인접하는 공구경로의 제어점이 불균일해지면 실제 이송 속도가 동등하지 않고, 다듬질면에 줄무늬 등의 절삭흔적이 발생한다.



이 현상은 모든 경우에서 발생하지 않고, 주로 대형 금형을 문형가공기와 같은 대형 가공기를 사용해 완만한 면을 절삭했을 때에 발생하기 쉽다. CAM 측에서 공구경로를 표시, 제어점열의 방향 변화각이나 제어점의 간격을 눈으로 확인하는 것은 가능하지만, CAM 오퍼레이터 작업 공수를 증대시킨다.

이 글에서는 2019년 4월에 출시한 동사의 금형용 CAD/CAM 시스템 ‘CAM-TOOL V 15.1’에 탑재한 ‘구조점 재배치’ 기능이 실현하는, 기계특성에 대응한 제어점 배치에 의한 절삭 데이터 최적화를 소개한다. 또한 CAM-TOOL에서는 제어점을 ‘구조점’이라는 명칭으로 취급한다.

공구경로의 연산 방법과 제어점 배치

공구경로의 연산 방법에는 일반적으로 가공 형상을 미세 평면의 집합으로 근사한 형상에서 생성하는 폴리곤 연산과 가공 형상을 곡면에서 생성하는 서피스 연산이 있다(그림 2).



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