1. 공작물 요소가 공구 홀더 선택에 영향을 미칩니다
공구 홀더 선택에 영향을 미치는 요소에는 각 작업의 공작물 재료 가공성과 최종 부품 구성이 포함되며, 이는 특정 프로파일이나 기능을 달성하는 데 필요한 공구 홀더 크기를 결정할 수 있습니다. 공구 핸들은 작업자 오류 가능성을 최소화하기 위해 최대한 간단하고 사용하기 쉬워야 합니다.
공작 기계의 기본 빌딩 블록은 중요한 역할을 합니다. 선형 가이드가 있는 빠른 기계는 고속 작업용으로 설계된 공구 홀더를 활용하고, 박스 홈이 있는 기계는 고강도 가공을 지원합니다. 복합 가공기는 터닝과 밀링/드릴링 작업을 동시에 수행할 수 있습니다.
공구 홀더는 가공 전략에 따라 선택할 수도 있습니다. 예를 들어, 작업장은 얕은 절삭 깊이(HHS)를 포함하는 고속 절삭(HSC) 작업이나 고출력 절삭에 초점을 맞춘 고성능 절삭(HPC) 작업에서 생산성을 극대화하기 위해 다양한 도구를 사용합니다. 그러나 속도가 제한된 공작 기계는 금속 제거율이 높습니다.
낮은 반복 런아웃은 일정한 양의 공구 맞물림을 보장하여 진동을 줄이고 공구 수명을 극대화하는 데 도움이 됩니다. 균형은 매우 중요하며 고품질 공구 홀더는 G2,5-25000 rpm 질량(1 g.mm)에서 정밀하게 동적으로 균형을 이루어야 합니다. 작업 현장에서는 실제 조건을 기반으로 하거나 공구 공급업체와 협의하여 생산 요구 사항을 비용 효율적으로 충족할 수 있는 공구 홀더 시스템을 결정할 수 있습니다.
2. 각 공구 홀더는 특정 프로세스 요구 사항을 충족해야 합니다.
단순 측면 고정, 재킷형, 열수축형, 기계식 또는 유압식 등 툴홀더는 특정 공정 요구 사항을 충족해야 합니다.
스프링 콜렛과 교환 가능한 콜렛은 가장 일반적으로 사용되는 원형 공구 홀더 기술입니다. 비용 효율적인 ER 스타일은 다양한 크기로 제공되며 안정적인 가벼운 밀링 및 드릴링 작업에 충분한 조임력을 제공합니다. 고정밀 ER 콜릿 툴홀더는 낮은 런아웃(< 5µm at the tool tip) and a symmetrical design balanced for high-speed operations, while reinforced versions are available for heavy-duty machining. ER toolholders allow for quick changeovers to accommodate a variety of tool diameters.
열박음 홀더는 강력한 조임력을 제공하고 3xD에서 3μm 동심도를 가지며 뛰어난 균형 품질을 갖습니다. 컴팩트한 핸들 디자인으로 까다로운 부품 기능에 대한 뛰어난 접근성을 제공합니다.
강화 툴홀더를 사용하면 중~고강도 밀링이 가능하지만 클램핑력은 툴홀더와 툴홀더의 내경 공차에 따라 달라집니다. 열박음 공구는 특수 가열 장치를 구입해야 하며, 가열/냉각 공정은 단순히 콜릿을 전환하는 것보다 더 많은 설정 시간이 필요합니다. 기계식 밀링 척은 여러 열의 니들 베어링을 통해 강력한 클램핑력과 높은 반경 방향 강성을 제공합니다. 이 디자인은 고강도 밀링과 신속한 공구 교환을 가능하게 하지만 콜릿 시스템보다 런아웃이 더 클 수 있습니다. 기계식 척은 다른 공구 홀더 유형보다 크기가 더 큰 경우가 많으며 이로 인해 공구의 범위가 특정 부품 기능으로 제한될 수 있습니다.
기계식 척에 비해 오일 압력을 사용하여 조임력을 생성하는 유압 척은 내부 부품 수가 적기 때문에 상대적으로 얇은 프로파일을 갖습니다. 유압 척은 반경방향 런아웃이 낮고 높은 스핀들 속도에서 리밍, 드릴링 및 가벼운 밀링에 효과적이지만 큰 반경방향 하중에는 민감합니다.
3. 스핀들 또는 테이퍼 끝은 토크 전달 기능과 공구 정렬 정확도를 결정합니다.
공구 홀더가 절삭 공구를 고정하는 방식만큼 중요한 것은 공구 홀더가 공작 기계 스핀들에 장착되는 방식입니다. 기존 BT, DIN 및 CAT 공구 홀더 테이퍼는 소형 공작 기계에 적합하지만 고속 가공에는 제한될 수 있습니다. 공구 홀더의 테이퍼 및 끝면에 양면 접촉이 있는 버전은 특히 오버행이 큰 경우 더 높은 강성과 정확성을 제공합니다. 더 많은 토크를 안정적으로 전달하려면 더 큰 테이퍼 크기가 필요합니다.
툴홀더 테이퍼 패턴의 선택은 지역에 따라 다릅니다. HSK는 -1990축 공작 기계가 점점 인기를 끌던 5-년대 중반부터 독일에서 등장하기 시작했습니다. CAT 공구 홀더는 주로 미국에서 사용되는 반면, 아시아에서는 BT 공구 홀더가 매우 인기가 높으며 종종 이중 접촉/접촉 버전으로 제공됩니다.
HSK는 일반적으로 5-축 가공에 사용됩니다. PSC(다각형 클램핑 시스템: Capto) 및 KM 연결은 주로 복합 가공 공작 기계에 사용되며 ISO 표준을 기반으로 합니다. KM과 Capto는 모두 확장 또는 축소 로드를 결합하여 특정 길이의 도구를 조립할 수 있는 모듈형 시스템입니다. 다중 작업 공작 기계가 점점 보편화됨에 따라 하나의 설정으로 선삭, 밀링, 드릴링 및 기타 가공 유형을 수행할 수 있는 공구 홀더가 점점 더 대중화되고 있습니다.
4. 요약
작업장에서는 가공 시스템에서 공구 홀더의 중요성을 인식하고 특정 공작 기계, 가공 전략 및 공작물에 적합한 공구 홀더를 적절하게 일치시키는 방법을 이해하여 생산성을 높이고 비용을 절감해야 합니다.
미래의 기술 개선은 더 이상 도구 핸들 자체에만 국한되지 않습니다. 소프트웨어와 RFID 태그를 사용한 도구 관리는 데이터 기반 제조의 요소이며 점점 일반화되고 있습니다. 툴홀더 기술의 발전에는 툴홀더에 가해지는 힘을 실시간으로 모니터링하는 센서가 장착된 툴홀더가 포함됩니다. 수집된 데이터를 통해 작업자는 기계 제어 장치에 연결된 인공 지능(AI)을 통해 자동으로 가공 중에 가공 매개변수를 조정할 수 있습니다. 이러한 기술과 기타 신기술은 가공 공정에서 툴홀더의 생산 기여도를 더욱 높일 것입니다.
