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4 장 Machining Center
[1] 개요
부품생산을 위하여 다양한 공작기계가 사용해야 되는 경우가 있으나, 그 중에서 machining center는 수종류의 공작기계기능을 갖인 computer 제어 공작기계로서 제작원가면에서 경제적이다.
다음 표는 생산현장에서 각 공작기계의 사용정도를 보여 준다.
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| 공작기계 |
백분률(%) |
공작기계 |
백분률(%) |
| turning center |
25 |
boring machine |
3 |
| machining center |
20 |
drilling machine |
2.5 |
| grinding machine |
18 |
gear cutting machine |
2.5 |
| milling machine |
9 |
기타 |
20 |
수직형 machining center ☜ |
수평형 machining center ☜ |
예로서 engine block을 가공하는 경우에 선삭(turning), facing, milling, drilling, boring 및 나사가공 등을 위하여 전통적인 방법으로는 완성될 때까지 공작기계를 옮겨가면서 가공하기 때문에 가공물의 착탈에 많은 시간이 걸리고 가공정밀도가 낮다. 그러나 computer 제어에 의하여 작동하는 machining center에서는 가공부위에 맞게 절삭공구가 자동으로 교체되고 가공물이 다양한 방향으로 위치되므로써 전부위의 가공이 완성된다. 전통적인 가공에서는 가공물이 공작기계를 찾아 옮겨다녔으나 machining center에서는 절사공구와 기계가 가공물을 찾아다는 만능공작기계라고 말 할 수 있다.
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- 다양한 형상 및 다양한 치수의 가공물을 능률적으로 경제적으로 가공할 수 있으며, ±0.0025mm 정되의 정밀가공을 할 수 있다.
- 다양한 선운동과 각운동으로 다양한 부품을 가공할 수 있고, 생산부품에 대한 전환이 유연하고 신속하다. 따라서 다품종 소량생산에서 진가를 보이고 공작기계의 수 및 공장의 공간을 줄일 수 있다.
- 고도로 자동화되어 1인의 작업자가 동시에 2대 이상의 기계를 운용할 수 있다.
[2] machining center의 구성
machining center의 주요 구성요소는 bed, column, table, 주축대, 자동 공구교환 장치, 제어장치 등이다.
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(1) bed:
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기계의 본체를 구성하는 것으로서 table를 안내하는 안내면이 있으며, 많은 rib를 두어 충분한 강성을 갖게한다.
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(2) column:
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base 또는 bed에 수직으로 고정시켜 기계의 본체를 구성하는 기둥으로서 bed의 안내면을 따라 이동할 수 있는 것도 있으며, 많은 rib를 두어 충분한 강성을 갖게한다.
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(3) 주축 head:
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절삭공구를 회전시켜 주는 주축을 갖는 부분으로서 machining center에서 가장 중요한 부분의 하나이다. 주축에는 motor가 장착되어 있으며, 최근에는 10000rpm 정도의 고속 motor의 사용이 일반화 되고 있고, ceramics 등의 bearing을 채용하여 더욱 고속화하고 있다.
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(4) 자동 공구 교환장치(ATC; automatic tool changer):
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공구 교환장치에는 turret type과 magazine type이 있으며, turret type에서는 사용 예정된 절삭공구를 turret에 설치하여 놓고 turret을 자동으로 회전시켜 필요한 공구를 작업위치에 오게하는 방법을 채택하고, magazine type에서는 필요한 절삭공구를 별도의 장소(magazine)에 집합시켜 보관하고 필요에 따라 공구를 자동으로 교환하여 정확히 주축에 설치하는 방법을 택하고 있다.
 tuttret
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 magazine |
ATC의 장착위치는 machining center 설계상의 중요한 요소로서 주축 head 위, column 위 또는 column의 측면에 위치시키거나 본체와 분리하여 둔다.
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(5) table:
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가공물을 가공물을 직접 고정하거나, table 위에 분할 table(index table)를 고정하고 그 위에 가공물을 고정하므로써 임의 각도로 위치시킬 수 있으며 분할할 수 있다. 분할 table은 worm과 worm gear로 되어 있고 구동에는 유압 motor와 전동기가 사용된다. |