‘에폭 D 스레드 밀’개발
Development of carbide threading cutter ‘epoch D thread mill’for hard material
타구치 와타루 (田口宣), 사노 마사미치 (左野稚通), 이하라다 유우키 (居原田有輝) 日立툴(주)
1. 서론
최근 금형의 고정도·장수명화에 따라 금형 재료의 고경도 화가 요구되고 있다. 또한 금형의 단납기에 대응하는 요구도 증가하고 있어 미리 완성품 경도로 사전 열처리된 고경도 금형 재가 시장에서 많이 이용되고 있다. 이에 따라 고경도강 가공 을 하는 공구가 필요로 하게 되지만, 안정적으로 생산을 한다 는 관점에서 보면 나사절삭 가공에서는 실용화가 어려운 상황 이었다. 현 상황에서 고경도강의 나사절삭 가공은 일반적으로 전극을 이용한 방전가공이나 초경 탭을 이용한 절삭가공이 주류이다.
그러나 방전가공에 의한 나사가공은 시간적 손실이 너무 크 다는 문제가 있다. 또한 초경 탭에 의한 나사절삭 가공에서는 절삭칩의 물림 등에 의해 돌발적인 절손 가능성이 있어 이 경 우 금형 불량이나 수정 비용이 증대한다는 문제가 발생한다. 이번에 개발한 제품인 초경 나사절삭 커터는 이러한 가공 시간 이나 수명 안정성 등의 문제를 해결하여 고경도강에 대해 안정적이면서 효율이 좋은 나사절삭 가공을 하는 것에 성공했다. 다음에 그 특징과 가공 사례를 나타낸다.
2. 에폭 D 스레드 밀의 특징
개발 제품인‘에폭 D 스레드 밀’(그림 1)은 나사절삭 커터 타 입의 공구이다. 일반적인 나사절삭 커터의 가공은 먼저 기초구 멍을 드릴을 이용하여 가공한 후 암나사 호칭 지름보다도 소경 인 나사절삭 커터를 헬리컬 이송함으로써 나사절삭 가공을 하 지만 에폭 D 스레드 밀에는 바닥날을 장착하고 있으며, 기초 구멍 없이 피삭재에 직접 나사절삭 가공을 하는 것이 가능하다 (그림 2).
기초구멍 없이 고경도강에 직접 나사절삭을 하는 가공은 매 우 절삭저항이 크고 까다로운 가공이다. 에폭 D 스레드 밀에는 이러한 험한 가공 환경을 견딜 수 있는 날끝 강도를 갖는 날형 을 채용했다. 바닥날과 나사절삭 거친날에서 형성되는 끝단 각 도를 둔각으로 매끄럽게 이어서 절삭부하가 가장 많이 걸리는 포인트의 강도를 최대한 향상시키는 동시에 나사 절삭날 1산째 의 나사산 높이를 2, 3산째보다 낮게 하고 절삭 볼륨을 줄인 거 친날로 하여 1산째에 걸리는 절삭부하를 저감시키고 있다.
또한 에폭 D 스레드 밀에 의한 나사절삭 가공은 연속 절삭 에 가까워 상당한 열이 발생하므로 공구에 있어 험한 환경에서 사용하게 된다. 이번에 고경도강 가공에 정평이 있는 동사의 TH 코팅을 개량하여 보다 내마모성·내산화성을 향상시킨 신 TH 코팅을 채용함으로써 안정된 가공을 실현하고 있다.
3. 절삭 사례
(1) SKD11(60HRC)의 절삭 사례
그림 3에 에폭 D 스레드 밀에 의한 SKD11(60HRC)의 절삭사례를 나타낸다. 암나사 호칭 M8, 피치 1.25mm, 나사가공 깊이 15mm의 정지 구멍 나사절삭 가공을 했다. 30구멍 가공 후의 공구 날끝 상태는 양호한 마모 상태로 계속 절삭이 가능 하다는 것을 알 수 있다. 또한 그림 4는 가공 후의 암나사 단면 인데, 뜯김도 발생하지 않고 양호한 암나사 면성상이 얻어지고 있다. 특수 바닥날 형상 및 신 TH 코팅을 채용함으로써 고경 도강의 나사절삭 가공에서 고능률이면서 안정된 가공이 가능 하게 됐다.
(2) 가공비 절감 효과
SKD11(60HRC)에 암나사 호칭 M8, 피치 1.25mm, 나사가 공 깊이 16mm의 나사절삭 가공을 형조 방전가공으로 한 경우 와 에폭 D 스레드 밀을 이용하여 절삭으로 한 경우의 가공비 비교를 표 1에 나타낸다. 이 표에서도 알 수 있듯이 이번 개발 제품을 이용하여 실시한 절삭가공에서는 가공 시간이 대폭으 로 단축되고 공구 수명도 향상되었기 때문에 가공비를 대폭으 로 절감할 수 있다.
4. 맺음말
고경도강에 대한 나사절삭 가공은 과제가 많고 안정된 고능 률 가공이 매우 어려운 상황이었다. 이 개발 제품으로 그 과제 가 해결, 고경도강에 대한 고능률·안정된 나사절삭 가공이 가 능하게 됨으로써 제조 리드타임 단축과 불량 절감이라는 금형 제조 비용 절감에 크게 공헌할 수 있을 것으로 생각된다.
타구치 와타루, 사노 마사미치 & 이하라다 유우키 : 생산기술센터 & 상품개발센터
우)520-2323 滋賀縣野洲市三上35-2
